DE29721305U1 - Vorrichtung zum Streichen einer laufenden Bahn - Google Patents

Description

Vorrichtung zum streichen einer laufenden Bahn

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Schutzanspruchs 1 zu» zweimaligen Streichen einer laufenden Karton- oder Papierbahn ohne vollständige Zwischentrocknung so, daß die zweite Strichschicht auf die zumindest teilweise ungetrocknete erste Strichschicht aufgebracht wird.

Zur Verbesserung der Bedruckbarke it. von Papier und Karton können diese mit einer oder mehreren Strichschichten gestrichen werden. Je mehr Strichschichten aufgebracht werden, desto besser ist die erreichbare Papierqualität und gleichzeitig können auch von ihren Eigenschaften her verschiedene Strichmittel verwendet werden. Die Applizierung zweier Strichschichten erhöht die Fertigungskosten beträchtlich, da das streichen im allgemeinen in verschiedenen Phasen durchgeführt wird und die Strichschicht getrocknet ist, bevor die folgende Schicht appliziert wird.

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Das Streichen kann entweder direkt auf der Papieroberfläche, z.B. mittels einer Klingen- oder Stabstreichvorrichtung oder mittels einer Filmtransferstreichvorrichtung durchgeführt werden, wobei der auf der Filmwalze vordosierte Film im WaI-zenspalt auf die Papier ober fläche übertragen wird. Für Klingen- und Stabstreichungen ist es charakteristisch, daß der Schaber das Rauhigkeitsvolumen der Strichunterlage füllt und die Oberfläche glättet, wobei die Dicke der Strichschicht gemäß den Rauheitsvolumenschwankungen der Streichunterlage variiert. Das Ergebnis ist ein glatter Strich, der eine ungleichmäßige Hellabdeckung aufweist und dessen gleichmäßige Absorptionseigenschaften schwer zu kontrollieren sind.

Bei der Filmtransferstreichung wird eine Strichschicht von wesentlich gleichmäßigerer Dicke erreicht, wobei die Absorptionseigenschaften leicht zu kontrollieren sind, ausreichende Glätteigenschaften jedoch besonders bei dickeren Papier- und

Kartonarten ein Problem darstellen. Der strich hat auch eine besonders gleichmäßige Abdeckung, wobei die Helligkeit 2.B. einer Streichunterlage mit niedriger Helligkeit mit diesem Streichverfahren deutlich verbessert werden kann. Auch da bei einer Filmtransferstreichung kein auf der Streichunterlage schleifendes Abschaben stattfindet, besitzt das Verfahren eine hervorragende Lauffähigkeit im Verhältnis zu Streichabrissen. Ein Problem beim Pilmtransferstreichen ist jedoch die Vernebelung des Striches und das sog. Orangenschalenmuster, das aus dem Platzen des vom strich auf der Oberfläche der Walze und vom Strich auf der Oberfläche der von der Filmtransferwalze sich lösenden Bahn gebildeten Films resultiert und das als kleine Grübchen im Strich zu sehen ist. Die Vernebelung und das Orangenschalenmuster begrenzen in einem gewissen Grad die höchstmögliche Streichgeschwindigkeit von Filmtransferstreichvorrichtungen .

Man hat versucht, die besonderen Eigenschaften der Klingen- und Filmtransferstreichverfahren auf zwei verschiedene Weisen zu nutzen.

Filmstreichung wird weitgehend bei der Vorstreichung eingesetzt/ wobei sie das Streichergebnis schon allein durch die Gesamtstrichmenge verbessert und schon der Einsatz auch nur eines Klingenstriches eine ausreichende Glätte garantiert. Gewöhnlicherweise wird der Vorstrich vor dem folgenden Oberflächenstreichen, das im allgemeinen mittels einer Klingenstreichvorrichtung ausgeführt wird,, getrocknet. Auch ist aus der US-Patentschrift Nr. 2,937,955 bekannt, das Klingenstreichen direkt auf dem halbfeuchten Filmvorstrich durchzuführen. Dieses Verfahren setzt voraus, daß siich der Vorstrich dermaßen gesetzt hat oder erstarrt ist, daß er die mit einer Klinge durchgeführten Oberflächenstreichung aushält. Das Erstarren kann z.B. durch eine teilweise Trocknung des Vorstriches begünstigt werden, falls der Strich sich unter Einwirkung der durch eine Druckpenetration hervorgerufene Entwässerung im Walzenspalt und der Wasserabsorption im freien Spalt zwischen

der Vor- und Oberflächenstreichvorrichtung nicht ausreichend entwässert hat.

Die Verweil- und Setzzeit zwischen dem Filmvorstrieh und dem S Klingenoberflächenstrich kann zum Beispiel durch Vergrößerung des Laufabstandes der Bahn zwischen den Streichanordnungen verlängert werden, wobei sich der Vorstrich bei der Verlängerung der Absorptionszeit auf der Bahn für die folgende Klingenstreichung ausreichend setzen und trocknen kann. In der US-Patentschrift Nr. 5,340,611 ist ein Verfahren beschrieben, bei dem die Filmstrichmenge so gering gehalten wird, daß die Schaberklinge der Klingenstreichvorrichtung nicht die Vorschicht weg schabt. Auf diese Weise kann die mittels der Pilmtransferstreichvorrichtung erhaltene eventuelle große Applizierungsmenge jedenfalls nicht genutzt werden und die Dicke der ersten Strichschicht bleibt sehr gering. Beim Streichen in der zweiten Phase kann anstelle einer Klinge auch ein Stabschaber verwendet werden.

Eine zweite Art und Weise, die Besonderheiten der Film- und Klingenstriche zu nutzen, ist in der FI-Patentanmeldung Nr. 941803 der Anmelderin offenbart, wonach die Streicheinheit so konstruiert ist, daß aufgrund der Anforderungen und/oder der Lauffähigkeitsaspekte des Endproduktes entweder die FiIm-Streichung oder die Klingenstreichung als alternatives Verfahren eingesetzt werden kann, man bei beiden Streichverfahren jedoch dieselbe Anordnung zum Trocknen des Striches benutzt. Mit dieser Anordnung können die Vorteile eines Doppelschichtstriches nicht genutzt werden, weshalb sie in erster Linie die Produktionsflexibilität erhöht, die Qualität des Endproduktes jedoch, verglichen mit den entsprechenden Einschichtstreichverfahren, nicht verbessert.

Insbesondere bei dicken Papier- und Kartonarten ist es notwen-5 dig, die Vorteile der Filmstreichung und der Klingenstreichung zu kombinieren. Aufgrund des Platzbedarfs und der Investitionskosten ist eine Zwischentrocknung des Vorstriches jedoch

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nicht immer möglich. In diesem Fall bleibt als einzige Möglichkeit eine Wet-on-wet-Streichung der oben beschriebenen Art, mit jetzigen Verfahren jedoch werden ausreichend große Gesamtstreichmengen nicht erreicht, so daß die gute Deckkraft der Filmtransferstreichung und die gute durch Klingenstreichung erhaltene Glätte auf die bestmöglichste Weise genutzt werden könnten.

Ziel dieser Erfindung ist, eine streichvorrichtung zu schaffen, mittels derer mindestens zwei Ktrichschichten mit einer Filmtransferstreichvorrichtung und einer Klingenstreichvorrichtung auf die Bahn aufgetragen werden können.

Die Erfindung basiert darauf, daß die erste Strichschicht mit einer Filmstransferstreichvorrichtung aufgetragen und auf dieser Schicht eine zweite Strichschicht mit einer eine Kleinwinkelstauklinge und eine Schaberklinge umfassenden streichvorrichtung aufgetragen wird.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist genauer gesagt dadurch gekennzeichnet, was im kennzeichnemden Teil des Schutzanspruchs 1 angegeben ist.

Durch die Erfindung werden erhebliche Vorteile erzielt.

Mittels einer Stauklinge kann das Vermischen der zweiten Strichschicht mit der ersten Schicht effektiv verhindert werden. Das Vermischen der Schichten wird insbesondere durch die Druckwirkung, die durch den Auftrag des Striches selbst 0 hervorgerufen wird, und durch das Wirbeln der Streichmasse aus der Applizierungskammer verursacht. Das wirbeln resultiert aus der Einwirkung der laufenden Bahn auf den Strich und dürfte bei hohen Geschwindigkeiten kräftig sein. Die Einwirkung der Stauklinge basiert auf zwei Faktoren, und zwar darauf, daß die Klinge die schon teilweise erstarrte erste Schicht effektiv schützt und der durch die öffnungen der Klinge in Gegenrichtung der Bahn verlaufende Rücklauf den Zwischenraum zwischen

der ersten und der zweiten Strichschicht schmiert. Der Abstand zwischen der Stauklinge und der Schaberklinge ist gering, wobei weniger Wirbel entsteht, was auf kurzen strecken weniger auf die Bahn einwirkt. Dank der kurzen Applizierungsstrecke ist auch die Druckwirkung der Applizierung kurzzeitiger.

Durch die Erfindung kann eine in einem besonders weiten Strichmengenbereich funktionierende Streichanlage realisiert werden. Wird nur eine Streichvorrichtung eingesetzt, werden sogar Strichmengen von 1 g/m² erreicht, und wird die größte strichmenge beider Vorrichtungen verwendet, können sogar 20 g/m² oder unter günstigen Verhältnissen sogar auch mehr Strichmasse auf der Bahn aufgetragen werden. Auf diese Weise können mit der Anlage verschiedene Papier- und Kartonqualitäten von stets leicht oberflächengeleimten Qualitäten bis hin zu reichlich Strichmenge enthaltenden Qualitäten hergestellt werden. Auf die Walzen der Filmtransferstreichvorrichtung kann Dampf gesprüht werden, der die Walzen wärmt und ein wenig befeuchtet. Durch Befeuchten der ungestrichenen Seite der Bahn kann ein von einer halbseitigen Befeuchtung herrührendes Rollen verringert werden und die Erwärmung beschleunigt ein wenig die Trocknung der Bahn und verringert Vernebelung. Die Bahn kann zwischen der ersten und der zweiten Streichphase mit einem berührungsfreien Trockner getrocknet werden, wobei sich das Risiko zur Vermischung der Strichsdtiichten verringert.

Die Erfindung wird im folgenden mittels der beigefügten Zeichnungen näher erläutert.

Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Doppelstreichvorrichtung.

Figur 2 zeigt eine schematische Darstellung einer zweiten erfindungsgemäßen Doppelstreichvorrichtung.
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Figur 3 zeigt eine schematische Darstellung einer Trockneralternative, die im Zusammenhang mit der Erfindung eingesetzt

werden kann.

In Figur 1 ist eine kompakte Doppelstreichvorrichtung dargestellt, wobei die Bahn 1 mit zwei Strichschichten gegen dieselbe Gegenwalze 3 gestrichen wird. Die Bahn l umläuft die Gegenwalze 3 und deckt nahezu die Hälfte von deren äußerer Oberfläche. Im Berührungspunkt der Bahn 1 und der Gegenwalze ist eine Filmtransferwalze 2 angeordnet, die mit der Gegenwalze 3 einen Walzenspalt 10 bildet. Mit dem Walzenspalt 10 auf der gegenüberliegenden Seite der Gegenwalze 3 nahe an dem Punkt, wo sich die Bahn 1 von der Gegenwalze 3 löst, ist eine mit einer stauklinge 8 versehene Applizierungsanordnung S angeordnet. In Verbindung mit der Applizierungswalze 2 ist eine gleichartige Applizierungsanordnung 4 angeordnet. Die Applizierungsanordnungen 4, 5 umfassen eine gegen die zu streichende Oberfläche l, 2 angeordnete Applizierungskaamer 7, die von der Stauklinge 8 in der Einlauf richtung der Oberfläche und die Schaberklinge 9 in der Aus;trittsrichtung der Oberfläche begrenzt wird. Der Bereich »wischen der Stauklinge 8 gegen die Bahn 1 der Applizierungskammer 7 und der Schaberklinge 9 ist der Applizierungsbereich 14 der Streichvorrichtung. Wenn die zu streichende Oberfläche, zum Beispiel die zu streichende Bahn 1, auf die Applizierungsanordnung gebracht wird, wird Strichmasse in die Applizierungskammer 7 gepumpt, von wo aus sie aus dem Spalt zwischen der Schaberklinge 9 und der Bahn 1 auf die Oberfläche der Bahn 1 übertragen wird. Die Schaberklinge 9 glättet die Strichoberfläche aus und portioniert die richtige Strichmenge auf die Bahn. Gewöhnlicherweise ist die Schaberklinge 9 eine Großwinkelklinge in einer solchen 0 Streichvorrichtung, mittels derer Strichmasse auf die Oberfläche der Bahn 1 aufgetragen wird, es können aber auch mit Kleinwinkelklingen versehene Applizierungsanordnungen insbesondere beim Applizieren auf eine Filmtransferwalze verwendet werden. Anstelle einer Schaberklinge kann auch ein stab benutzt werden. In der zweiten Streichphase ist es jedoch am vorteilhaftesten, eine mit einer Großwinkelklinge versehene Kurzzeitstreichvorrichtung zu verwenden, da sie eine einfache

Konstruktion, gute Regelbarkeit und «inen umfassenden verfügbaren Regelbereich hat. Erfindungsgemäß ist die direkt auf die Bahn 1 applizierende Anordnung stets mit einer Stauklinge versehen. Im Zusammenhang mit einer Filmtransferwalze ist es auch denkbar, einen Auftrag des Stzriches aus dem Trog einzusetzen, aber mit einer auf die Oberfläche der Bahn auftragenden gesonderten Appli2ierungsanordnung wird eine deutlich bessere Qualität, Regelbarkeit und höhere Laufgeschwindigkeit des Striches erreicht. Eine Großwinkelklinge und eine Stauklinge umfassende Applizlerungsanordnungen sind zum Beispiel in der finnischen Patentanmeldung Nr. 954450 und im US-Patent Nr. 4,839,201 detaillierter beschrieben.

Zwischen der Applizierungswalze 2 uncL der Stauklingenapplizierungsanordnung 5 ist ein Dampf kasten 6 angeordnet, mit dem Dampf auf die Oberfläche der Bahn 1 zur Behandlung der Oberfläche der Bahn 1 geblasen werden kann. Anstelle von Dampf kann auch eine andere passende Chemikalie zur Trocknung oder anderweitiger Behandlung der Bahn auf die Bahn geblasen werden.

Kommt die zu streichende Bahn 1 auf die Streichvorrichtung gemäß Figur 1, gelangt sie in den Walzenspalt 10 zwischen der Applizierungswalze 2 und der Gegenwalze. Dann überträgt sich von der Oberfläche der Applizierungswalze 2 auf die Walze 2 aufgetragene Streichmasse, die die erste Strichschicht bildet, auf die Oberfläche der Bahn l. Die erste Strichphase findet auf eine von einer Filmtransferstreichvorrichtung gewohnte Art statt. In der folgenden Strichphase kommt die Bahn 1 auf eine mit einer Stauklinge 8 versehene Kurzzeitstrexchvorrichtung 5, wo die Bahn zunächst zwischen der Gegenwalze 3 und der Stauklinge 8 verläuft. Die aus den Öffnungen der Stauklinge 8 vor der Klinge zugeführte Strichmasse bildet eine Schutzschicht, die die Stauklinge 8 von dem direkten Kontakt zu der ersten Strichschicht trennt, so daß die Stauklinge 8 keine Strichmasse von der Oberfläche der Bahn 1 weg schabt. Gleichfalls schützt die Stauklinge 8 die erste Strichschicht vor dem

Wirbeln aus der AppliZierungskammer 7. Wenn die Bahn 1 an der Applizierungskainmer 7 vorbeiläuft, überträgt sich auf deren Oberfläche eine 2weite Strichschicht, die mittels einer Schaberklinge 9 ausgeglättet wird. Nach der Streichung wird die S Bahn getrocknet und auf Wunsch auf herkömmliche Weise kalandriert.

Figur 2 zeigt eine zweite Ausführungsform der Erfindung, wo die Streichvorgänge auf verschiedenen Gegenwalzen 11, 12 getrennt sind. In dieser Ausführungsform ist die Verzögerungszeit zwischen den Applizierungsvorgängen größer, da der Abstand zwischen dem Applizierungswalzenspalt 10 der Filmtransferstreichvorrichtung und der Applizierungsbereich 14 der Stauklingenstreichvorrichtung 5 vergrößert worden ist. Wegen der vergrößerten Verzögerungszeit adsorbiert die Bahn 1 nach dem Auftrag der ersten Strichschicht mehr Wasser, wobei die Strichschicht trocknet und sich das Risiko einer Vermischung der Schichten verringert. Eine der beiden Streichvorrichtungen wird vorzugsweise an Führungen oder dergleichen angeordnet, wobei der Abstand zwischen den Streichvorrichtungen geändert werden kann. Mittels der Abstandsregelung kann für jeden der beiden Striche und Strichstärken eine passende Verzögerungszeit zwischen dem Auftrag der Strichschichten angeordnet und so eine angemessen erstarrte erste Strichschicht in der zweiten Streichphase erhalten werden.

Oft ist es jedoch vorteilhaft, daß die erste Strichschicht vor dem Auftragen der zweiten Strichschicht getrocknet wird. Bei der Lösung in Figur 2 kann der Trockner 13 leicht zwischen den Streichvorrichtungen angeordnet werden. Wenn die Bahn 1 nicht von hinten gestützt wird, ist die Verwendung eines Infrarottrockners vorteilhaft, da dabei kein Blasen gegen die Bahn 1 erfolgt. Wird zum Beispiel ein überblasender Trockenkasten 15 eingesetzt, ist die Bahn 1 gewöhnlich mit einer Walze 16 gemäß Figur 3 zu stützen, zur Lösung gemäß Figur 1 kann auch ein Blasschwebetrockner 15 angeordnet werden, da aber zwischen der Filmtransfervorrichtung 2, 4 und der Kurzzeitstreichvorrich-

tung 5 nur sehr wenig Platz vorhanden ist, ist der Trockeneffekt sehr gering. Zusätzlich zu diesen Trocknern können auch Schwebetrockner eingesetzt werden.

zweck der Trocknung ist nicht, die Bahn kontaktzutrocknen wie bei herkömmlicher Doppelschichtstreichung, sondern dem Strich lediglich ein Teil von dem darin enthaltenen Wasser derart zu entziehen, daß die erste Strichschicht die Applizierung. und Schabung der zweiten Schicht besser aushält. Es ist klar, daß der Trockeneffekt, der zwischen den Streichvorgängen aufgebracht wird, in keiner Ausfuhrungsform der Erfindung sehr groß sein kann, da die Streichvorrichtungen nahe beieinander angeordnet werden sollen, wobei der Abstand zwischen ihnen für eine effiziente Trocknung zu kurz ist. Ferner, da der Zweck der Erfindung der ist, ein System zu schaffen, bei dem eine völlige Zwischentrocknung zwischen der Applikation verschiedener Schichten hinfällig ist, schwächt der Einsatz eines hohen Zwischentrocknungseffekts die Wirtschaftlichkeit der erfindungsgemäßen Vorrichtung, und je näher der Umfang des Zwischentrocknungseffektes an die völlige Trocknung angehoben wird, desto mehr nähern sich die Betriebs- und Investitionskosten für die Anordnung an ein normales Doppel sch ichtstreichsystem an.

Claims (1)

1. Schutzansprüche:

   &igr;. Vorrichtung zum Doppelschichtstreichen einer Papier- oder Kartonbahn, welche Vorrichtung

   - eine erste Streichvorrichtung zum Aufbringen einer ersten Strichschicht auf die oberfläche der Bahn und

   - eine zweite Streichvorrichtung zum Aufbringen einer zweiten Strichschicht auf die feuchte gestrichene Oberfläche der Bahn umfaßt,

   gekennzeichnet durch

   - mindestens eine Filmtransfer streichvorrichtung (3,

   5) zum Aufbringen der ersten Strichschicht, und

   - eine eine Stauklinge (8) umfassende Kurzzeitstreichvorrichtung (5) zum Aufbringen der zweiten Strichschicht auf die erste feuchte Strichschicht.

   2. Vorrichtung nach Schut2anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Trockner (13) zum Trocknen der in einer ersten Phase aufgebrachten Strichschicht vor dem Aufbringen der zweiten Schicht.

   3. Vorrichtung nach Schutzanspruch 1 oder 2, dadurch g ekennz eichnet, daß die Vorrichtung eine Gegenwalze (3) umfaßt, gegen die sowohl eine Filmtransferwal2e (l) als auch die Kurzzeitstreichvorrichtung (5) funktionsfähig angeordnet sind.

   4. Vorrichtung nach einem der Schutzansprüche 1-3, gekennzeichnet durch eine erste Gegenwalze (11) , gegen die die Filmtransferwalze (2) funktionsfähig angeordnet ist, und eine in einem Abstand angeordnete zweite Gegenwalze (12), gegen die die Kurzzeitstreichvorrichtung (5) funktionsfähig angeordnet ist.

   5. Vorrichtung nach einem der Schutz «msprüche 1-4, gekennzeichnet durch ein organ (6) zum Blasen von Dampf oder einer Behandlungschemikalie auf die erste Strichschicht .