DE2843371C2

DE2843371C2 - Verfahren zum Beschichten von laufenden Bahnen aus Papier oder Karton mit üblichen Pigmentdispersionen und Vorrichtung zum Einstellen des Naßauftragsgewichtes von Beschichtungen, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens

Info

Publication number: DE2843371C2
Application number: DE2843371A
Authority: DE
Inventors: Rainer 5060 Bergisch Gladbach Esser
Original assignee: Zanders Feinpapiere AG
Current assignee: Zanders Feinpapiere AG
Priority date: 1978-10-05
Filing date: 1978-10-05
Publication date: 1985-07-11
Also published as: DE2843371B1; JPS55111871A; BR5901329U; US4279949A; JPS6228710B2

Description

a) den Abstreifer an dem in der aus der Mittelachse der Stützwalze und der Drehachse des Abstreifers gebildeten Ebene liegenden Punkt an die Oberfläche der Beschichtung anpreßt,

b) entweder die Preßzone verlängert, indem man den Abstreifer um seine Drehachse (D) schwenkt, wobei das scharfkantige Ende der Einlaufflanke des Abstreifers 0,5-5.0 mm aus der El^r.e. die Mittelachse (B) der Stützwalze und Drehachse (D) des Abstreifers bilden, nach der dem Einlauispalt aogewandten Seite entfernt wird, oder

c) den Winkel des Einlaufspultes zwischen Stützwalze und Einlaufflanke des Abstreifers vergrößert, indem man den Abstreifer um seine Drehachse schwenkt, wobei das scharfkantige Ende der Einlaufflanke des Abstreifers 0,5-100 mm aus der Ebene, die Mittelachse (B)der Stützwalze und Drehachse (D) des Abstreifers bilden, nach der dem Einlaufspalt zugewandten Sei'e entfernt wird.

2. Vorrichtung zur Regulierung des Auftragsgewichtes von Beschichtungen auf in laufender Bahn geführtem Material, mit einer die laufende Bahn auf der unbeschichteten Seite stützenden Walze, die einen Radius von 150 — 500 mm eine elastische Oberfläche mit einer Härte von 74 - 34 Einheiten Shore A aufweist und einen sich während der Einwirkung auf die Beschichtung in Ruhe befindlichen Abstreifer, der auf der Einlaufseite eine gekrümmte Einlaufflanke aufweist, deren an die Warenbahn anliegendes, eine Preßzone bildendes Ende, scharfkantig ausgebildet ist und der Abstreifer in Richtung auf die Walze verstellbar iirui mit vorwählbarem Druck an die beschichtete Seile der Materwlbahn anpreßbar und um eine parallel zur Mittelachse (B) der Stützwalze verlaufende Achv (D)schwenkbar ist. insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der in sich starre Abstreifer ein Walzenkörper (12) ist, auf dessen Oberfläche in gleichmäßiger Anordnung mehrere Abstreifer (5) ausgebildet sind, wobei die Krümmungsradien der Einlaufflanken (7) von 75 bis 130 mm betragen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstreifer (5) auf der Oberfläche des Walzenkörpers (12) symmetrisch angeordnet sind.

4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 oder J. dadurch gekennzeichnet, daß die Krümmungsradien der Einlaufflanken unterschiedlich sind und der Radius des Walzenkörpers (12) mit dem größten Krümmungsradius mindestens einer Einlaufflanke (7) identisch ist.

5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das scharfkantige Ende (6) der Eirüaufflanken (7) der Abstreifer (5) mit Hilfe einer Hartmetallschiene gebildet ist

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Beschichten von Papier- oder Kartonbahnen mit üblichen Pigmentdispersionen, insbesondere das Einstellen des Naßauftragsgewichtes des Beschichtungsmateriais und eine Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens.

Um die Bedruckbarkeit von Papieroberflächen zu verbessern und den speziellen Druckverfahren anzupassen, werden derartige Papieroberflächen mit Pigment/ Bindemitteldispersionen beschichtet. ;e nach Verwendungszweck liegen die Trockenauftragsgewichte zwisehen 5 und 35 g/m². Die Beschichtungen erfolgen üblicherweise aus wäßriger Dispersion mit unterschiedlichen GehaUen an Trockensubstanz, so daß die Naßauftragsgewichte erheblich höher liegen. Es hai sich als zweckmäßig erwiesen, zunächst einen Überschuß an Beschichtungsmaterial auf die laufende Materialbahn aufzubringen und diesen anschließend mittels Dosiereinrichtungen wieder von der Oberfläche zu entfernen, wobei gleichzeitig eine Glättung der Beschichtungs-Oberfläche angestrebt wird. Zu den bekannten Dosiereinrichtungen gehören WalzenaufKagswerke in Verbindung mit Dosierwalzen, sogenannt Reserve-Rollen.* ter. Rollschaberdosiereinrichtungen. auch Rakel genannt, und Glättschabereinrichiungen, bekannter unter der Kurzbezeichnung Blade.

Beim Dosiervorgang wird die beschichtete Materialbahn von einer Stützeinrichtung, beispielsweise einer Walze, getragen und von dem Dosieraggregat, z. B. Blade oder Rakel, ein Druck auf die Bahn ausgeübt, der der Beschicht'jngsmasse entgegenwirkt.

So beschreibt die DE-AS 10 71 039 eine Vorrichiung zum Regulieren des Auftragsgewichtes, bei der die Bahn auf der unbeschichteten Seite v< ι einer als Streichtrommel bezeichneten Stützwalze getragen wird, während ein auf der beschichteten Seite angeordnetes Rakelmesser zum Einstellen des Auftragsgewichtes vorgesehen ist. Dieses Rakelmesser ist auf einer drehbar gelagerten Welle angeordnet und kann mit wählbarem Anpreßdruck an die laufende Bahn angedrückt werden.

Aus der DE-PS 4 8b 149 isl eine Vorrichtung mil einem Abstreifmesser bekannt, bei dem du· wirksame Kante des Messers abgerundet ist.

US-PS 20 51403 offenbart eine Streicheinrichüing, bei der das Wesentliche in der Ausbildung des Abstreifers besteht. Dieser in besonderer Form ausgebildete Abstreifer weist im Verlaufe seiner Krümmung zwei unterschiedliche Radien auf. wobei das Ende der Einlaufflanke keine scharfe Kante sein soll, da eine solche zu einer fehlerhaften Oberfläche und unbefriedigenden Ergebnissen führt.

In der US-PS 25 34 320 ist ein Abstreifer mit einer Blattstärke zwischen 3 und 12 mm beschrieben, dessen Einlaufflanke in einer scharfen Kante endet, wobei der Krümmungsradius der Einlaufflanke etwa mit dem

Krümmungsradius von 150 mm der die Bahn stützenden Walze mit einer elastischen Oberfläche übereinstimmt. Der Schaber ist in einer drehbaren Halterung angeordnet und kann mit unterschiedlichem Druck an die Bahnoberfläche angepreß' werden, so daß die Oberfläche der Stützwalze deformiert wird.

Je nach Druckhöhe und Stellung der Dosiereinrichtung zur Oberfläche der beschichteten Materialbahn vcrble'bt eine mehr oder weniger starke Schicht auf der Warenbahn. Das gleiche gilt im Prinzip auch für die bekannten Walzenauftrcgs- und Dosiersysteme. In diesem Falle hängt die Auftragsstärke vom Walzendurchmesser, der Härte der Walzenoberfläche und der Umfangsgeschwindigkeit der Walzen ab. Bladeklinge und Rakilstab sind, für sich betrachtet, keine ausreichend stabilen Werkzeuge und bedürfen Halterungen und Führungen, die ihnen die erforderliche Gradlinigkeit. Verbiegungsfestigkeit und Resistenz gegenüber dem Gegendruck der Beschichtungsmasse 'erleihen. Besonders hohe Anforderungen bestehen an die Ausführungen derartiger Halterungen. Bei den heute üblichen Bahnbreiten von mehreren Metern und Bahngeschwindigkeiten bis zu 1200 m pro Minute können die Anforderungen nur bis zu einem gewissen Grade durch entsprechend konstruktive Gestaltungen erfüllt werden. Das hat zur Folge, daß die bekannten Dosiereinrichtungen insbesondere dann nicht befriedigen, wenn /ur Erzielung höherer Auftragsgewichte nur geringe Drücke dem Beschichiungsstrom entgegengebracht werden dürfen. Schon geringe Abweichungen in der Gradlinigkeit, durch Fertigungstoleranzen oder durch andere Ursachen bedingt, führen zu erheblichen Schwankungen der Auftragsmengen quer zur Bahn nach der Dosierung. Man hat versucht, die Gradlinigkeit durch Unterstützung zum Beispie! der Bladeklinge mit Hilfe von Druckschläuchen zu verbessern. Die Ergebnisse sind, -nsbesondere bei größeren Bahnbreiten, unbefriedigend.

Bei den Walzeneinrichtungen können die verwendeten Walzen mit der erforderlichen Genauigkeit auch bei großen Breiten eingestellt werden, die damit erzielten Oberflächenqualitäten entsprechen jedoch häufig nicht den Anforderungen, weil durch die Walze nach Durchlaufen der Zone mit dem höchsten Druck noch eine Nachberührung der Schichtoberfläche unvermeidbar isi. Dies bedingt eine Spaltung der Beschichtung mit mehr oder weniger starken Einbußen an Oberflächenglatte. Ie nach Rakeldurehmesser tritt dieser Fffekt auch bei diesen Dosiereinnchtjngen auf. Demgegenüber weisen die Bladeklingen eine die Streichzone begrenzendc scharfe Kante auf und vermeiden so die Nachberührung. )c nach Auftragsgewicht. Bahngeschwindigkeit und Fließverhalten der Beschichtungsm.issen hat sich die eine oder die andere der bekannten Dosiereinrichtungen als besser geeignet erwiesen. In der Praxis haben sich Walzendosierungen bei höheren Strichgewichten besser bewährt, während bei niedrigen Strtehgewiehten und hohen Bahngeschwindigkeiten Glätischabereinrichtungen bevorzugt verwendet werden. Mit der Entscheidung über die Installation eines bestimmten Auftrags- und Dosiersystems einer Beschichtungsanlagc wurde damit indirekt auch über die optimal herstellbare Produktpalette entschieden. Mit zunehmender Anlagcngvößc und damit verbundenen höheren Investitionskosten und dem Einbau der Beschichlungseinrichtungcn in Papiererzeugungsanlagcn erwies sich diese P·. Biegung als nachteilhaft, weil die von den Abnehmern der beschichteten Papiere geforderte ständige Produktanpassung und die dazu notwendige Flexibilität mit Einzweckaggregaten nicht zu verwirklichen sind.

Die zur Zeit möglichen und üblichen Beschichtungs- - anlagen können Arbeitsbreiten bis zu 6000 mm aufweisen. Die Arbeitsgeschwindigkeiten und die Auftragsgewichte sind stark von den Sorten und den gewünschten Eigenschaften abhängig; sie betragen beispielsweise für LWC-Papier (LWC ist abgeleitet von light weight

in coated) bis zu 1200 m/Min, mit Auftragsgewichten bis zu 10 g/m² und Seite; für Karton beispielsweise bis 250 m pro Minute mit Auftragsgewichten von etwa 30 g/qm je Seite und für sogenannte Kunstdruckpapiere bis 600 m pro Minute mit Auftragsgewichten von etwa 25 g/qm.

i> Es bestand somit ein dringendes Bedürfnis bei derartigen Anlagen nach Dosiereinrichtungen für Bahnbeschichtungen, mit denen ohne Umrüsten sowohl bei niedrigen als auch bei hohen Arb^sgeschwindigkeiten geringe und größere Auftragsgewicirte zu erzielen

2Ii sind, ohne daß Qualitätseinbußen bei den Oberflächeneigenschaften auftreten.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung zum Einstellen von Auftragsgewichten bei Bahnbeschichtungen zur Verfügung zu stellen und ein

2> Verfahren aufzuzeigen, bei dem Papierbahnen mit üblichen Pigmentdispersionen beschichtet werden, wobei durch unterschiedliche Betriebsweisen sowohl niedrige als auch hohe Naßauftragsgewichte mit sehr guten Oberflächenqualitäten erreicht werden.

.!π Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Beschichten von laufenden Bahnen aus Papier oder Karton mit üblichen Pigmentdispersionen, bei dem zunächst ein Überschuß an Beschichtungsmaterial auf die Bahn aufgebracht und anschließend der Überschuß mit einem feststehenden Abstreifer wieder entfernt wird, oder bei dem der Abstreifer gleichzeitig als Auftragseinrichtung dient, wobei die Einstellung des NaPauftragsgewichtes mittels des Abstreifers dadurch erfolgt, daß man das scharfkantige Ende der Einlaufflan-

4i, ke des Abstreifers an die Oberfläche der Beschichtung anpreßt, durch Erhöhung des Anpreßdrucke:, den entgegengerichteten hydrodynamischen Druck des Beschichtungsmaterials überwindet, und in der Preßzone die elastische Oberfläche der Stützwalze eindrückt.

4> Das Kennzeichnende hesteht darin, daß man den den Abstreifer an dem in der aus der Mittelachse der Stützwalze und der Drehachse des Abstreifers gebildeten Ebene liegenden Ptii.kt an die Oberfläche der Beschichtung anpreßt, entweder die Preßzone verlängert, indem

so man den Abstreifer um seine Drehachse (D) schwenkt, wobei das scharfkantige Ende der Einlaufflanke des Abstreifers 0.5 - 5.0 mm aus der Ebene, die Mittelachse (B) der Stützwalze und Drehachse (D) des Abstreifers bilden, nach der dem Einlaufspalt abgewandten Seite ent-

^ fernt wird, oder den Winkel des Einlaufspaltes zwischen Stützwalze und Ei .laufflanke des Abstreifers vergrößert, indem man den Abstreifer um seine Drehachse schwenkt, wobei das scharfkantige Ende der Einlaufflanke des Abstreifers 0,5-100 mm aus der Ebene, die

hi Mittelachse (B) der Stützwalze und Drehachse (D) des Abstreifers bilden, nach der dem Einlaufspalt zugewandten Seite entfent» wird.

Gegenstand der Erfindung ist ferner eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß Patentan-

.,.; Spruch 2.

Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung Eind in den Unteransprüohen gekennzeichnet.
Im folgenden wird die Erfindung anhand schemati-

scher .Schnittzeichnungen näher erläutert.

Γ ig. 1 zeigt im Schnitt schematisch eine Ausführungsform einer Dosiereinrichtung mit einer Bahnbeschichiungsanlage.

Fig. 2 zeigt schematich eine andere mögliche Anordnung von Auftrags- und Dosiervorrichtung.

F i g. 3 zeigt eine besondere Ausführungsform des Abstreifers.

F ι g 4 zeigt eine andere Ausführungsweise des Absireifers.

Ki g. 5 zeigt eine Ausfuhrung, bei der mehrere Abstreifer auf einem zylindrischen Walzenkörper angeordnet sind bzw. mehrere als Walzensektoren ausgebildete Abstreifer konstruktiv zu einer Einheil vereinigt sind.

F: j:. !: E:r.c Ma:cr;a!ba!m. beispielsweise eine Papier- oder Kartonbahn 1, wird über eine Umlenkwalze 3 an die .Stützwalze 2 herangeführt, umschlingt diese und wird über eine weitere Umlenkwalze 3 wieder abgeführt und gelangt in anschließende Teile der Beschichtungsanlage. beispielsweise einen nicht gezeigten Trockner. Mn Hilfe eines üblichen und bekannten Aufträgswerkes 4 wird ein Überschuß an Beschichtungsmasse auf die Bahn aufgebracht und in der Preß/one, gebildet von der Stützwalze 2 und dem Abstreifer 5. von der Bahn 1 entfernt und gelangt in eine nicht gezeigte Auffangwanne. Auf der Bahr 1 verbleibt hinter dem Abstreifer 5 die eingestellte Beschichtungsstärke 8. Der Achsabstand der parallelen Achsen, der Mittelachse B, der Stützwalze 2 und der Dreh- oder Schwenkachse D des Abstreifers 5 ist sehr exakt und reproduzierbar einstellbar. Bei der wiedergegebenen Anordnung von Stützwalze und Abstreifer liegen deren Achsen Sund D in einer horizontalen Ebene. Dies ist nicht zwingend erforderlich; es sind auch Anordnungen möglich, bei denen die Ebene zwischen den Achsen von der Horizontale abweich' und mehr oder weniger geneigt ist. DaDei kann sowohl die Stützwalze als auch der Absireifer das jeweils höher liegende Anlagenteil sein. Der Neig'ingswinkel der Ebene kann bis zu 90° betragen Aus baulichen Gründen sind jedoch Winkel bis 45 bevorzugt.

Die Stutzwalze Z der vereinfacht als Walzensektor wiedergegebene Abstreifer 5 und das nur beispielhaft und schematisch wiedergegebene Auftragswerk 4 sind in einer stabiler· Stuhlung untergebracht, die die erforderlichen Antriebseinrichtungen für das Auftragswerk 4 und die Stützwalze 2 enthalten. Ober die beidseitigen Lagerungen des Abstreifers 5 in der Stuhlung ist der Abstand zwischen den Achsen B und D einstellbar. Durch Verringerung dieses Abstandes kann mittels des Abstreifers 5 ein Druck in Richtung auf die Mittelachse B der Stützwalze 2 ausgeübt und eine Preßzone zwischen der elastischen Oberfläche der Stützwalze 2 und dem Abstreifer 5 gebildet werden. Die beschichtete Bahn durchläuft diese Preßzone, in der die Auftragsstärke eingestellt wird. Der Abstreifer 5 ist um seine Achse D schwenkbar, so daß sowohl das scharfkantige Ende der Einlaufflanke 6 als auch beliebige Stellen der gekrümmten Einiaufflanke 7 des Abstreifers 5 zur Bildung der Preßzone in Kontakt mit der Oberfläche der beschichteten Bahn gebracht werden können. Die zur exakten und reproduzierbaren Einstellung des Abstreifers 5 erforderlichen Einrichtungen sind in oder an der Stuhlung untergebracht Der gewünschte Anpreßdruck an die Stützwalze wird über die beidseitigen Enden des Absireifers 5 mechanisch, hydraulisch oder pneumatisch erzeugt werden. Derartige Einrichtungen sind bekannt. In der Praxis haben sich pneumatische Anlagen besser bewahrt als mechanische oder hydraulische, sie sind deshalb bevorzugt bei der Anwendung in der erfindungsgcmäßen Vorrichtung. ·'< Fig.2: Bei dieser von Fig. I abweichenden Anordnung wird die Matcrialbahn über eine Umlenkwalze .3 an die Stützwalze 2 herangeführt, umschlingt diese und wird über eine /weite Stützwalze 3 abgeführt. Anstelle eines separaten Auftragswerkes bildet hier der Abstrei-

I» fer 5 in Kombination mit dem Trog 9 und der Warenbahn 1 die Auftragsstation, in der gleichzeitig mittels des Abstreifers S auch die Regulierung der Auftragsstärke des Beschichtungsmaterials erfolgt. Nach Passieren der Preßzone zwischen dem Abstreifer 5 und der Stützwalze 2 ist auf der Bahn nur die eingestellte Aultragsstärke vorhanden.

Der Abstreifer hat die Form eines Walzenkörpers mit einem solchen Querschniit. der auch bei Arbeitsbreiten von 3000-5000 mm einen in sich starren Abstreifer er-

2i) gibt. Der Krümmungsradius der Einlaufflanke 7 kann zwischen 30 und 500 mm betragen. Bevorzugt werden Radien von 50 bis 200 mm. Ganz besonders bewährt haben sich Radien von 75 und 130 mm.

Bei einer nicht gezeigten besonderen Ausführungs

2·> form ass Abstreifers 5 wird das scharfkantige Ende 6 der Einlaufflanke 7 mit Hilfe einer auswechselbaren Hartmetallschiene gebildet. In diesem Falle ist die eine Seite der Schiene entsprechend dem Krümmungsradius der Einlaufflanke angeschliffen, um Diskontinuitäten in

.ίο der Einlaufflanke zu vermeiden. Bewährt haben sich 10 mm dicke Schienen aus Edelstahl, es können jedoch auch andere korrosionsbeständige Materialien verwendet werden, wenn sie ausreichend hart und abrasionsfest sind, beispielsweise entsprechende Kunststoffe.

j5 Fig. 3: Diese Ausführungsform, bei der mehrere Abstreifer 5 zu einer Einheit vereinigt sind, bietet den Vorteil, daß die einzelnen Abstreifer 5 nicht nur gleiche, sondern auch unterschiedlich gekrümmte Einlaufflanken 7 aufweisen können. Auf einem zylindrischen

4i, Körper 12, beispielsweise einem Walzenkörper, sind mehrere Abstreifer 5 angeordnet. Vorteilhaft sind diese Abstreifer gleichmäßig über die Oberfläche des Walzenkörpers verteilt. Symmetrische Anordnungen sind bevorzugt, jedoch nicht Bedingung. Der Radius des Walzenkörpers wird zweckmäßigerweise so groß gewählt, daß er mit dem größten gewünschten Krümmungsradius der Einlaufflanken 7 identir h ist. Dadurch bildet ein Teil der Walzenkörperoberfläche die Einlaufflanke 7 eines oder mehrerer Abstreifer 5. Die scharfkantigen Enden der Einlaufflanken 6 aller auf dem Walzenkörper 12 angeordneten Abstreifer 5 haben gleichen Abstand von der Drehachse D des Walzenkörpers. Erwünschte kleinere Krümmungsradien eines Teiles der Abstreifer 5 werden durch entsprechendes

v; Ausarbeiten det Einlaufflanken 7 hergestellt, ohne daß dabei der Abstand der Kanten 6 von der Walzenmitte verändert werden muß. Durch Schwenken um die Drehachse Z? läßt sich jeweils der benötigte Abstreifer 5 mit seinem scharfkantigen Ende 6 in die Arbeitsposition gegenüber der Stützwalze bringen. Diese Ausführungsform ermöglicht es, ohne größere Betriebsunterbrechungen, durch einfaches Schwenken des Walzenkörpers um seine Drehachse D den Abstreifer 5 auszuwechseln. Ein solcher Wechsel kann zum Beispiel erforderlich sein, wenn das scharfkantige Ende 6 der gekrümmten Einlaufflanke 7 defekt oder verschmutzt ist. Es kann aber auch bei Produktwechsel zur Veränderung des Auftragsgewichtes ein anderer Krüm-

mungsrudius der Einlaufflanke 7 des Abstreifers erforderlich sein. Bei dem eben beschriebenen Aufbau einer Einheit mit mehreren Abstreifern 5 ist in diesem Falle kein Umbau erforderlich, es genügt ein Schwenken dfp? Walzenkörpers, um den benötigten Abstreifer 5 in die Ariöeitsposition zu bringen.

Die bei dieser Aüsführungsform verwendeten Krümmungsradien der Einlaufflanken sind die /!eichen wie bei Ausbildung der Abstreifer als Walzcnsekioren und liegen /wischen 30 und 500 mm. Der Radius der nicht in w F ι g. 3, sondern in F i g. 1 und 2 wiedergegebenen Stützwalze 2 beträgt je nach Arbeitsbreite 150-500 mm, wobei in der Regel größere Arbeitsbreiten größere Radien erfordern, um Durchbiegungen zu vermeiden. Die Stützwalze weist auf einem harten Kern

I »* U DI (* Π ζ" r*' * 'A

CiiiCn CiuSiiSCflVtl Lf^lUg u<n. Lruiui g«.v.lg 1IV. \ JlilVJ

synthetische Kautschuktypen oder synthetische Polymere mit der notwendigen Elastizität. Die Oberflächenhärte der Stützwalze kann nach verschiedenen Meßmethoden bestimmt werden. Gebräuchlich sind Piastometer nach Pusey und Jones (P + ] Einheiten, gemessen mit der !/8" Kugel) oder Shore-Härtemeßgeräte (Shore A, gemessen mit Kegelstumpf). Die Oberflächenhärte der Stützwalze soll zwischen 74 und 34 Einheiten Shore A (= 60-197 P +J) liegen. Bevorzugt werden 56-41 Shore A (= 108 - 160 P + J). Ganz besonders bevorzugt sind 50-44 Shore A (= 127-149 P + ]). Die bevorzugte.. Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens, bei denen der Abstreifer um seine Drehachse geschwenkt wird, ermöglichen die Einstellung .in des Auftragsgewichtes in einem besonders großen Bereich.

Für ein hohes Auftragsgewicht sind ein möglichst flacher Einlaufspalt und eine Verlängerung der Preßzone zwischen Abstreifer und Stützwalze erforderlich. Um dies zu erreichen, wird die Kante des Abstreifers nach der dem Einlaufspalt abgewandten Seite aus der Ebene, die Mittelachse ßder Stützwalze und Drehachse Ddes Abstreifers bilden, entfernt. Dazu erfolgt das Schwenken des Abstreifers so, daß die Kante nach der dem Einlaufspalt abgewandten Seite aus der Ebene entfernt wird. Es ist nur ein geringer Abstand, bis etwa 5 mm, ohne Einbußen an Qualität der Strichoberfläche möglich. Bei stärkerem Drehen des Abstreifers in der "genannten Richtung tritt das bei Walzendosierung vorhandene, erfindungsgemäß zu vermeidende Nachberühren der Abstreifoberfläche mit der feuchten Strichoberfläche ein. Die dabei zwangsläufig auftretenden Ablöseerscheinungen erzeugen in der Strichoberfläche Rillen und es entsteht eine grobwolkige so Durchsicht der Beschichtung. Bei der erfindungsgemäßen Verfahrensführung werden bei vorgegebenem Krümmungsradius der Einlaufflanke des Abstreifers die höchsten Naßauftragsgewichte erreicht Das Auftragsgewicht ist aber auch noch vom Anpreßdruck des Abstreifers, den Eigenschaften des zu beschichtenden Materials, beispielsweise dem Rohpapier, von den Eigenschaften der Beschichtungsmasse und der Maschinengeschwindigkeit abhängig.

Für ein möglichst niedriges Auftragsgewicht sind ein _flo steiler Einlaufspalt und eine kurze Preßzone erforderlich. Um dies zu erreichen, wird der Abstreifer um seine Achse gedreht und die Kante, d. h. das scharfkantige Ende der Einlaufflanke, aus der Ebene der Achsen von Stützwalze und Abstreifer nach der dem Einlaufspalt _fts zugewandten Seite entfernt Der Abstand der Kante von der Ebene kann 05 — 100 mm betragen. Im Normalfall reichen aber bei vorgegebenem Krümmungsradius und konstantem Anpreßdruck des Abstreifers beispielsweise etwa 50 mm aus, um das Auftragsgewicht von 30 g/m² und Seite auf 7 g/m² und auch weniger zu erniedrigen. Von Einfluß ist dabei auch die Oberflächenhärte der Stützwalze. Bei härteren Oberflächen mit entsprechend geringer Einpreßtiefe des Abstreifers entsteht eine kürzere Preßzone, so daß der für eine bestimmte Gewichtsreduzierung erforderliche Abstand der Kante von der Ebene kleiner ist als bei weicheren Stützwalzenoberflächen. Neben dem Anpreßdruck wird die Hauptwirkung durch Vergrößerung des Einlaufwinkels des Dosierspaltes erzielt. Je größer der Winkel, d. h. je steiler der Abstreifer angreift, desto geringer ist bei sonst unveränderten Parametern das Auftragsgewicht. Neben den Verfahrensparametern

Uartn An- W/Inl.ni «].._~.U -, — * I 1- 1» / - 1. 1 J

ituiMi VJV-i »» iiiivt,i UUII.II III 13|J! ClIfCI [UC VVaill UCi Krümmungsradius der Einlaufflanke des Abstreifers und auch durch eine Anordnung von Stützwalze und Abstreifer, bei der die Achsen in einer schiefen Ebene liegen, beeinflußt werden. Diese Einflußmöglichkeiten werden jedoch beim Bau der Anlage ausgeschöpft und sind dann nicht mehr beliebig variabel. Die Ausführungsform der Erfindung, bei der mehrere Abstreifer auf einem zylindrischen Körper angeordnet sind, erweist sich diesbezüglich als besonders vorteilhaft, weil dabei mehrere unterschiedliche Krümmungsradien ohne größeres Umrüsten zur Verfugung stehen.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird an dem folgenden Beispiel näher beschrieben:

Ein sogenanntes Streichrohpapier mit einem Flächengewicht von 75 g/m² soll A) mit 7 g/m² bzw. B) mit 25 g/m² einer Beschichtungsmasse folgender Zusammensetzung beschichtet werden:

100 Tl. Pigment (Clay, Kreide, Satinweiß)
10TI. Bindemittel. z.B. carboxylierter Styrol-buta-

dienlatex mit 50% TS.
4 Tl. lösliches Bindemittel, z. B. Casein
1 Tl. Alkalilauge, z. B. 25%ige NaOH
74Tl. Wasser

Die Streichfarbe enthält ferner die erforderlichen Anteile an Dispergierhilfsmittel, Entschäumer und weiteren üblichen Zusätzen.

Die Beschichtungsanlage hat die in F i g. 1 wiedergegebene Anordnung. Die Bahnbreite beträgt 315 cm. Als Abstreifer wird die Ausbildung gemäß Fig.3 verwendet, wobei 4 Abstreifer gleichen Krümmungsradius (130 mm) auf dem Walzenkörper angeordnet sind. Die Stützwalze hat einen Durchmesser von 800 mm, die Oberflächenhärte beträgt 46 Shore A (140 P+J Einheiten).

Bei einer Bahngeschwindigkeit von 500 m/Min, wird zunächst mittels einer üblichen Tauchwalze ein Überschuß an Beschichtungsmaterial aufgebracht und durch den Abstreifer wieder entfernt Dazu wirJ das scharfkantige Ende des Abstreifers an die beschichtete Bahnoberfläche so stark angepreßt, daß der sich aufbauende hydrodynamische Druck des Beschichtungsmaterials überwunden wird und eine Preßzone unter Eindrücken der elastischen Oberfläche der Stützwalze gebildet wird. Aufgrund dieser Elastizität entsteht zwischen der Stützwalzenoberfläche und der Abstreiferkante im Betriebszustand ein Spalt, den die beschichtete Bahn mit einer definiert einstellbaren Auftragsstärke passiert Je nach Ausdehnung der Preßzone und Anpreßdruck verbleibt nur die gewünschte Auftragsstärke auf der Bahn. Dabei bewirken höherer

Druck und kurze Preßzone abnehmende Beschichtungsstärke. Umgekehrt führen längere Preßzonen oder geringerer Drack zu hohen Auftragsgewichten. Eine kurze Preßzone wird dadurch erreicht, daß das scharfkantige Ende des Abstreifers an den in der aus der S Mittelachse der Stützwalze und der Drehachse des Abstreifers gebildeten Eberje liegenden Punkt an die Bahnoberfläche so stark angepreßt wird, daß die Stützwalzenoberfläche eingedrückt wird. Je nach Krümmungsradius der Einlaufflanke des Abstreifers entsteht eine kürzere oder längere Preßzone, wobei kleinere Radien die Preßzone verkürzen. Bei vorgegebenem Radius kann die Preßzone noch weiter verkürzt werden, indem man den Abstreifer um seine Drehachse schwenkt, wobei das scharfkantige Ende der Einlauf- is fiaiikc des Abstreifen aus der Ebene, die Mittelachse der Stützwalze und Drehachse des Abstreifers bilden, nach der Seite des Einlaufspaltes entfernt wird. Dadurch wird der Winkel des Einlaufspaltes /wischen Stützwalze und Einlaufflanke des Abstreifers vergrößert. Die Vergrößerung hat die gleiche Wirkung wie die Verringerung des Krümmungsradius der Einlaufflanke des Abstreifers.

Eine Verlängerung der Preßzone bei vorgegebenem Krümmungsradius der Einlaufflanke wird dadurch erreicht, daß man den Abstreifer um seine Drehachse schwenkt, wobei das scharfkantige Ende der Einlaufflanke aus der Ebene, die Mittelachse der Stützwalze und Drehachse des Abstreifers bilden, nach der dem Einlaufspalt abgewandten Seite entfernt wird. Die vorstehend aufgeführten Möglichkeiten der Einstellung des Strichgewichtes, zu dem als zusätzlicher Parameter noch in gewissen Grenzen der Anpreßdruck kommt, zeigen den großen und überraschenden Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens und der dazu geeigneten Vorrichtung. Das niedrige Auftragsgewicht A) von 7 g/m² ist eine Menge, zu dessen Dosierung sich das bekannte Blade als besonders geeignet erwiesen hat. Dieser Abstreifertyp Entwickelt seine Vorzüge bei steilem Anstellwinkel der Klinge und hohem Anpreß- ₄₍| druck. Eine vergleichbare Wirkung wird erfindungsgemäß nun dadurch erreicht, daß eine kurze Preßzone gebildet wird, indem das Ende der Abstreiferflanke ca. 40 mm aus der Ebene der Drehachsen nach der Seite des Einlaufspaltes entfernt wird. Bei einem pneumatisch an _4J den seitlichen Enden des Abstreifers in der Stuhlung gegen die Stützwalze erzeugten Anpreßdruck von 3 kg/cm (Liniendruck) wird im vorliegenden Fall ein Naßauftrag erreicht, der im getrockneten Zustand (6% Feuchte) 7 g/m² beträgt. Das Auftragsgewicht wurde zur Kontrolle jeweils auf gleicher Bahnhöhe an den Außenkanten und in der Bahnmitte ermittelt Mittelwerte aus mehreren Messungen ergaben:

Bahnaußenkanten
Bahnmitte

7,0 g/m² und 7,1 g/m², 7,0 g/m².

55

Die maximalen Abweichungen der Einzelmessungen untereinander betrugen 0,5 g. Diese Auswertung zeigt die gute Gewichtskonstanz quer zur Bahn. <,h

Das höhere Auftragsgewicht B) von 25 g/m² ist eine Menge, zu dessen Dosierung sich ein Blade wegen des erforderlichen geringen Anstellwinkels und des niedrigen Anpreßdruckes weniger gut eignet Üblicherweise werder» dafür andere Austragseinrichtungen benötigt, beispielsweise ein Walzenauftragswerk. Erfindungsgemäß wird nun mit der gleichen Dosiereinrichtung, mit der ein niedriges Auftragsgewicht erreicht wurde, durch Verlängerung der Preßzone auch ein höheres Besehichtungsgewicht möglich, ohne daß nicht akzeptierbare Gewichtsschwankungen quer zur Bahn auftreten. Die hohen Qualitätsanforderungen haben den tolerierbaren Bereich der Gewichtsabweichungen sehr stark eingeengt. Aus Gründen der Rationalisierung sind die Arbeitsbreiten der Anlagen ständig vergrößert worden, wobei mit den herkömmlichen Dosiereinrichtungen Gewichtsabweichungen quer zur Bahn zwangsläufig in Kauf genommen werden mußten. Dieser Nachteil wird nun durch die Erfindung überwunden. Zur Vergrößerung der Preßzone wird das scharfkantige Ende der Einlaufflanke des Abstreifers ca. 0.5 mm aus der Ebe.ie der Drehachsen nach der dem Einlaufspalt abgewar.dten Seite entfernt. Dadurch wird eine Wirkung des Abstreifen erzieh, die mit einem Waizenaultragswcrk vergleichbar ist. Bei einem an den seitlichen Enden des Abstreifers in der Stuhlung gegen die Stützwalze erzeugten Anpreßdruck von 3 kg/cm (Liniendruck) wird im vorliegenden Fall ein Naßauftrag erreicht, der im getrockneten Zustand (6% Feuchte) 25 g/m² beträgt. Das Auftragsgewicht wurde zur Kontrolle jeweils auf gleicher Bahnhöhe an den Außenkanten und in der Bahnmitte ermittelt. Mittelwerte aus mehreren Messungen ergaben:

Bahnaußenkanten
Bahnmitte

25 g/m² und 24 g/m².
24 g/m².

Die maximalen Abweichungen der Einzelmessungen untereinander betrugen 2 g. Diese Auswertung zeigt die gute Gewichtskonstanz quer zur Bahn.

Ein wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß unabhängig vom ge-

druck wählbar ist, der eine exakte Ausbildung des Spaltes quer zur Bahn auch bei größeren Arbeitsbreiten ermöglicht. Voraussetzung dafür ist die richtige Elastizität der Stützwalzenoberfläche, die t.n so starkes Anpressen des Abstreifers ermöglichen muß, daß durch Verformung der Stützwalzenoberfläche eine stabile und quer zur Bahn exakt gleiche Preßzone ausgebildet wird und weiterhin der in sich starre Abstreifer. Der Anpreßdruck sollte mit Rücksicht auf den konstruktiven Aufwand von Abstreifer, Stützwalze und deren Lagerungen in der Stuhlung möglichst niedrig sein. Er muß jedoch so groß sein, daß mindestens der sich bei den heute üblichen Bahngeschwindigkeiten bis zu 1200 m/Min, aufbauende hydrodynamische Druck der Beschichtung kompensiert wird. Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß mit nur einer Vorrichtung stark unterschiedliche Auftragsgewichte mit geringeren Schwankungen als bisher üblich, insbesondere bei großen Arbeitsbreiten möglich sind. Dabei werden Qualitäten in Oberflächen und Durchsicht der Beschichtung erreicht, wie sie bisher nur mit unterschiedlichen, an hohe oder niedrige Auftragsgewichte speziell angepaßte Dosiereinrichtungen möglich waren.

Der Vorteil des erfindungsgemäß in sich starren Abstreifers besteht darin, daß er nicht nur ohne größere Schwierigkeiten mit der erforderlichen Genauigkeit herstellbar ist, sondern auch mit großer Genauigkeit und Reproduzierbarkeit quer zur Bahn einstellbar ist Der sich während des Betriebes zwischen Stützwalze und Abstreifer ausbildende Dosierspalt ist an jeder Steile quer zui Bahn gleich dick und ermöglicht geringere Abweichungen vom Sollgewicht als es mit den bisher bekannten Dosiereinrichtunken möglich war.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Beschichten von laufenden Bahnen aus Papier oder Karton mit üblichen Pigmentdispersionen, bei dem zunächst ein Oberschuß an Beschichtungsmaterial auf die Bahn aufgebracht und anschließend der Oberschuß mit einem feststehenden Abstreifer wieder entfernt wird, oder bei dem der Abstreifer gleichzeitig als Auftragseinrichtung dient, wobei die Einstellung des Naßauftragsgewichtes mittels des Abstreifers dadurch erfolgt, daß man das scharfkantige Ende der Einlaufflanke des Abstreifers an die Oberfläche der Beschichtung anpreßt, durch Erhöhung des Anpreßdruckes den entgegengerichteten hydrodynamischen Druck des Beschichtungsmaterials überwindet, und in der Preßzone die ei^stische Oberfläche der Stützwalze eindrückt, dadurch gekennzeichnet, daß man