DE3146382A1 - Oberflaechenleimungs- und/oder streichvorrichtung fuer eine papierbahn oder dergleichen - Google Patents

Oberflaechenleimungs- und/oder streichvorrichtung fuer eine papierbahn oder dergleichen

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Description

TlEDTKE - BüHLING - KlNNE. Grupe - Pellmann
Patentanwälte und Vertreter beim EPA
■Dipl.-Ing. H.Tiedtke Dipl.-Chem. G. Bühling Dipl.-Ing. R. Kinne Dipl.-Ing. R Grupe Dipl.-Ing. B. Pellmann
Bavariaring 4, Postfach 20240 8000 München 2
Tel.: 089-539653 Telex: 5-24845 tipat cable: Germaniapatent Müncht. 23. November 1981
DE 1694
case FI 803
Valmet Oy Helsinki / Finnland
Oberf-lächenleimungs- und/oder Streichvorrichtung für eine Papierbahn oder dergleichen
Bank (Munrhrn) Ktt> r>l I.IPTI
tJicsilnpi Rink (Miinrln>n) KIo 39:11844
Pßstsrjicck (Munuhcn) Klo 670-43-804
— 5 —
Beschreibung
Die Erfindung betrifft eine Oberflächenleimungs- und/ oder Streichvorrichtung für eine Papierbahn oder dergleichen, bestehend aus einer Reihe von Streichwalzen, die gemeinsam einen oder mehrere Streichspalte bilden, durch welche eine zu beschichtende Bahn hindurchgeführt wird.
Die Oberflächenleimung von Papier wird im allgemeinen in einer an der Papiermaschine angeordneten On-machine-Leimpresse durchgeführt. Mit Hilfe einer Leimpresse können eine Reihe verschiedener Maßnahmen durchgeführt werden, mit denen die Eigenschaften von Papier und Karton beeinflußt werden.
Wie bekannt, wird die Papierbahn durch den Walzenspalt einer Leimpresse gefahren. Der Leim wird in der Presse auf das Papier gespeist, wobei vor dem Spalt ein oder mehrere Sümpfe gebildet werden, wo sich die Bahn anfeuchtet und Leim adsorbiert. Zwischen den Walzen der Leimpresse wird der Leim dank des hydrodynamischen Druckes an die Bahn gepreßt.
Von den bisher bekannten Leimpressen ist die älteste die sog. vertikale Leimpresse, bei der die Walzen aufeinanderliegen und die Papierbahn horizontal zwischen den Walzen hindurchläuft. Bei der bekannten horizontalen Presse liegen
die Walzen in derselben horizontalen Ebene und die Papierbahn läuft senkrecht zwischen den Walzen hindurch. Eine dritte bekannte Leimpresse ist die sog. Schrägpresse, bei der die Walzen in einem Winkel von ca. 45° aufeinanderliegen.
Die Walzendurchmesser einer Leimpresse sind für die Fahreigenschaften wichtig. Bei den bekannten Leimpressen liegen die Durchmesser der Preßwalzen in der Größenordnung von 800...1500 mm bei einer Fahrgeschwindigkeit von 10...17 m/s. Durch Vergrößerung der Walzendurchmesser bei wachsender Geschwindigkeit wird, wie bekannt, versucht, ein Spritzen im Sumpfschacht zu verhindern, da dies ein gleichmäßiges Befeuchten der Bahn stört.
Wie bekannt, wird als Walzenbeschichtungsmaterial einer Leimpresse in erster Linie Gummi verwendet. Auch sind Pressen bekannt, bei denen die harte Walze aus Metall und die weiche aus Gummi ist. Es werden also härtere und weichere Preßzonen verwendet. Bei größeren Fahrgeschwindigkeiten werden Walzen mit größeren Durchmessern verwendet. Die Erreichung eines guten Eindringens der Streichmasse verlangt außer einer ausreichenden Wässerungszeit auch eine hohe Pressung, ca. 40...50 kN/m.
Die Herstellung von Feinpapier geht allmählich auf große Papiermaschinen über, was große Ansprüche an die Leimpressen stellt. Eine schlecht arbeitende Leimpresse "senkt die Produktivität der ganzen Papiermaschine. Daher bietet die vorliegende Erfindung einige Lösungen, die insbesondere für große Fahrgeschwindigkeiten entwickelt wurden.
Ein allgemeiner Zweck der vorliegenden Erfindung ' besteht darin, eine Leimpresse zu schaffen, die sich zur Anwendung von größeren Bahngeschwindigkeiten als bisher eignet. Wenn die erfindungsgemäße Leimpresse eine an der
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Papiermaschine angeschlossene On-machine-Vorrichtung ist, muß sie mit ebenso großen Bahngeschwindigkeiten gefahren werden können wie die Papiermaschine
Wenn auch im vorstehenden von Leimpressen die Rede ist, wurde der Begriff "Leim" in diesem Zusammenhang in weiterem Sinne verwendet, wobei er auch andere an sich bekannte Behandlungsmassen für Papier- oder Kartonbahnen einschließt, die sich zur Verwendung bei infragekommenden Vorrichtungen dieser Art eignen.
Es ist auch hervorzuheben, daß sich die erfindungsgemäße Leimpresse als sog. Off-machine-Streichmaschine eignet«
Ein schwerwiegender Nachteil bei bekannten Leimpressen und Streichmaschinen dieser Art war das Spritzen des Leimes oder ähnlicher Streichmasse, was die herzustellende Bahn sogar vollständig verderben kann. Die durch Spritzen verursachten Nachteile nahmen bei Steigerung der Leimpressengeschwindigkeiten zu. Spritzprobleme sind hiermit in besonders hohem Maße bei On-machine-Leimpressen in Erscheinung getreten.
Die bisher bekannten auf Verwendung von Leimsümpfen beruhenden Streichvorrichtungen haben den Nachteil, daß aus dem Sumpf Streichmasse in die Umgebung und auch auf die Bahn spritzt. Ein Nachteil besteht auch darin, daß die Bahn beim Durchlaufen des Sumpfes weich wird, wodurch die Festigkeit der Bahn abnimmt. Dabei steigt das Risiko des Bahnreißens, weil eine schwache Bahn beim Durchlaufen des Sumpfes großen hydrodynamischen Kräften ausgesetzt ist und die Bahn im Bereich des Sumpfes ungestützt ist.
Zur Vermeidung der im vorstehenden genannten Nach-
teile wurde bei der vorliegenden Erfindung davon ausgegangen, daß die Zuführung von Streichmasse auf die Bahn durch an sich bekannte Messer- oder Schaberstreichung erfolgt und die Einspeisung der Streichmasse mit ebenfalls bekannten Extrusionsvorrichtungen, Applikatorwalzen oder dergleichen erfolgt, bezüglich derer als Beispiel auf den schwedischen Artikel "Bestrykning förbättrar tryckpapperets yta" (Bestreichung verbessert die Druckpapieroberfläche) von Ing. Ingrid Fineman in der Zeitschrift Kemisk Tidskrift 1979 Nr.
13 hingewiesen wird. In diesem Artikel werden u. a. verschiedene Zuführungsvorrichtungen für Streichmasse und damit verbundene Messer- oder SchaberStreichvorrichtungen beschrieben. Bei diesen bekannten Vorrichtungen werden jedoch keine Preßspalte verwendet. Bekannt ist außerdem, daß sich die Streichmasse mit Messer- oder Schaberstreichverfahren zunächst nur so an der Bahnoberfläche auftragen läßt, daß die Streichmasse nicht in wesentlichem Maße in die Bahnfaserstruktur eindringt. Hierauf beruht zum Teil, daß sich die Bahnfestigkeit beim Messer- oder Schaberstreichen durch den Einfluß der Streichmasse nicht wesentlich verringert. Es ist jedoch in vielen Fällen sehr zu empfehlen, die Streichmasse möglichst tief in die Bahnfaserstruktur eindringen zu lassen, damit die Bahn u. a. möglichst hohe Festigkeit erhält.
Zweck der vorliegenden Erfindung ist es, eine Streichvorrichtung zu schaffen, mit der die aufgeführten Nachteile vermieden werden und sich die Bahngeschwindigkeit ohne störende Bahnrisse gegenüber früher bedeutend steigern läßt. Ein weiterer Zweck besteht darin, eine Streichvorrichtung zu schaffen, bei der das Streichmaterial tiefer als vorher in die zu behandelnde Faserstruktur der Bahn ein-', ' '' dringt. " : ■ ■ ".-·
Zur Erfüllung der im vorstehenden beschriebenen uhd
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im folgenden deutlich werdenden Aufgaben ist für die Erfindung im wesentlichen charakteristisch, daß an der in Laufrichtung der Bahn ersten Streichwalze erste Speisevorrichtungen für Streichmasse angebracht sind, nach welchen an genannter Walze Messer- oder Schaberstreichvorrichtungen angebracht sind, daß genannte erste Streichwalze zusammen mit einer zweiten Streichwalze einen ersten Preßspalt bildet, daß an genannter zweiter Streichwalze zweite Speisevorrichtungen für Streichmasse angebracht sind, nach welchen sich an der zweiten Streichwalze Messer- oder Schabervorrichtungen befinden und daß zur Vorrichtung noch eine dritte Streichwalze gehört, die zusammen mit genannter zweiter Streichwalze einen zweiten Streichspalt bildet.
Wenn erfindungsgemäß an der ersten Streichwalze in Zulaufrichtung der Bahn nur die unbehandelte Seite der Bahn die infragestehende Walze berührt, wird der Vorteil erreicht, daß die Bahn hinter dem ersten Preßspalt naturgemäß aufgrund der Klebewirkung der Streichmasse der zweiten Streichwalze folgt und sich von der ersten Walze trennt, was seinerseits die Gefahr des Bahnreißens verringert.
Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht auch darin, daß der Lauf der Papierbahn während der ganzen Dauer des Streichprozesses von der Walzenoberfläche getragen wird.
Im folgenden wird die Erfindung unter Hinweis auf ein in den Figuren der beigefügten Zeichnung dargestelltes Äusführungsbeispiel, auf dessen Einzelheiten die Erfindung jedoch in keiner Weise beschränkt ist, ausführlich beschrieben.
Die Figur zeigt eine erfindungsgemäße Streichvorrichtung in schematischer Seitenansicht.
Der Zulauf der zu streichenden Bahn W in die Streichmaschine lern Bezugszeichen W. und der Auslauf der gesfcr aus der Maschine mit dem Bezugszeichen W . bezeichnet.
ist mit dem Bezugszeichen W. und der Auslauf der gestrichenen Bahn W
Die in der Figur dargestellte Vorrichtung besteht aus drei Streichwalzen 10, 11 und 12, die gemeinsam Streichspalte N1 und N? bilden. Die Streichwalzen 10, 11 und 12 sind glatte Walzen z. B. derart, daß Walze 10 eine harte, z. B. Metalloberfläche, Mittenwalze
11 eine weiche, z. B. gummibeschichtete, Oberfläche und Walze 12 eine harte, z. B. Metalloberfläche hat oder derart, daß die Walzen 10 und
12 weiche, z. B. gummibeschichtete. Oberflächen haben und Walze 11 eine harte, z. B. Metalloberfläche hat. Somit liegen in beiden Streichspalten N1 und N„ jeweils eine Walze mit weicher und eine mit harter Oberfläche gegeneinander, was aus weiter unten deutlich werdenden- ■ Gründen vorteilhaft ist.
Jede der Walzen 10, 11 und 12 hat einen eigenen Antrieb 15, 16 und 17. Die in der Figur dargestellte Streichmaschine ist zweckmäßig eine sog. "0n-machine"-Vorrichtung, bei der die Walzen 10, 11 und 12 mit der Bahngeschwindigkeit der Papiermaschine gefahren werden. Es ist zu betonen, daß die erfindungsgemäße Streichmaschine auch als sog, "Offmachine"-Vorrichtung verwendet werden kann.
Unterhalb der ersten Streichwalze 10 sind an sich bekannte Speisevorrichtungen 21 für Streichmasse L.. , wie Streichpigment, -paste oder -leim, angeordnet. Wenn die Bahn W von Walze 10 getragen an den Vorrichtungen 21 vorbeiläuft, wird ihre Außenoberfläche mit Streichmasse behandelt.
Die auf diese Weise behandelte, strichpunktiert dargestellte Bahn W1 kommt danach an die Messer- oder Schabervorrichtung 31, deren Schneide 33 die überflüssige Beschichtung abschabt und den Aufstrich glättet. Danach läuft die Bahn 1W-' an.den Heizaggregaten 41 vorbei, in deren Bereich der Aufstrich .
durch Wärmestrahlung R1 behandelt wird, womit die Beherr-
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schung des Streichvorganges bezweckt wird. Die Bahn W1 kommt nach dem Heizaggregat in den durch die Walzen 10 und 11 gebildeten Spalt N1, in dem die Streichmasse L1, wie bekannt, an die Bahn gepreßt wird.
Nach dem Spalt N. sind an der Walze 11 zweite Streichmassenspeisevorrichtungen 22 angeordnet, mit denen die andere, unbehandelte Oberfläche der Bahn W, dem Einfluß einer zweiten Streichmasse L- ausgesetzt wird. Die so behandelte Bahn wird zur an Walze 11 befindlichen Messer- oder Schaberstreichvorrichtung 32 geführt, deren Schneide 34 die überflüssige Beschichtung abschabt und den zuletzt aufgebrachten Aufstrich glättet. Die auf diese Weise behandelte Bahn W,, die strichpunktiert gezeichnet ist, gelangt in den Einflußsektor des Heizaggregates 42, wo die zuvor gestrichene äußere Oberfläche der Bahn W2 berührungslos einer Wärmestrahlung R2 ausgesetzt wird. Danach läuft Bahn W„ durch den zweiten aus den Walzen 11 und 12 gebildeten Preßspalt N2, mit dem insbesondere die mit der Vorrichtung 22 zugeführte Streichmasse L0 in die Faserstruktur der Bahn W9 eingepreßt wird. Die so behandelte Bahn W ' wird von der harten Walze 12 im Punkt P gelöst und wird über die Leitwalze 14 an den Heizaggregaten 43 und 44 vorbei geführt, wo beide Seiten der Bahn W„' zur berührungslosen Trocknung der Streichmassen L. und L2 durch Wärmestrahlung R3 behandelt werden. Danach kommt die Bahn W . zu den weiteren an sich bekannten Behandlungsphasen.
Der Figur entsprechend sind an den Streichwalzen Trockenvorrichtungen 41 und 42 angeordnet, die , wie bekannt, berührungslos Wärmestrahlung auf die Bahn richten, wodurch der Streichvorgang und das Anheften der Bahn W an die Walzen beherrscht werden kann.
Die Stfeichwalzen 10, 11 und/oder 12 lassen sich
auch gekühlt ausführen, wobei der Wasserdampf der umgebenden Luft an der Oberfläche dieser Walzen kondensiert und das betreffende Wasser auf die Bahn übergeht, wodurch deren Feuchteniveau erhöht und hierdurch das Lösen der Bahn von den Walzenoberflachen erleichtert wird. Auf die Oberflächen der Walzen 10; 11 und 12 kann auch Wasser aus speziellen Düsenrohren 50; 51 und 55 gesprüht werden. Die Walzen 10; 11 und 12 sind zur Sauberhaltung ihrer Oberflächen zweckmäßig mit Schabern 52; 53 und 55 versehen.
Ein wichtiger Vorteil der Erfindung besteht darin, daß durch ihre Anwendung die Oberflächenleimung oder andere Oberflächenbehandlungen bei bedeutend größerer Geschwindigkeit, z. B. bei einer Geschwindigkeit von ca. 20 m/s, durchgeführt werden können, während man bei den bekannten Oberflächenleimungspressen mit Geschwindigkeiten in der Größe von ca. 13 m/s zufrieden sein muß. Dies wurde dadurch erreicht, daß die Papierbahn bei der Auftragung des Leims oder einer entsprechenden Streichmasse in der erfindungsgemäßen Vorrichtung gut unterstützt ist und die Leimauftragung beherrscht ist. Durch Regulierung des Liniendruckes der Preßspalte N1 und N„ einer Streichmaschine kann das Eindringen des Leims oder einer anderen Streichmasse in die Papierfaserstruktur beherrscht und eine ausreichende Eindringtiefe erzielt werden.
Der Figur entsprechend sind die Streichwalzen 10, 11 und 12 so aufeinander angeordnet, daß die durch die Achsen ' der ersten und zweiten Streichwalzen 10, 11 gelegte Ebene in einem deutlich großen Winkel α zur waagerechten Ebene liegt. Die Größe des Winkels α beträgt z. B. 30 - 60°, zweckmäßig ca. 45°. Entsprechend liegt eine durch die Achsen der zwei-, ten und dritten Streichwalze 11 und 12 gelegte Ebene im'■ . Winkel β zur waagerechten Ebene. Winkel 3 beträgt z. B..· ca. 20 - 60°, zweckmäßig ca. 30°.
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Die ersten Leimspeisevorrichtungen 21 für die erste Streichwalze 10 werden zweckmäßig so angeordnet, daß die Leimspeisevorrichtungen 20 in der durch die Achse der Walze 10 gelegten senkrechten Ebene liegen und der Winkel γ.
zwischen der Mittelebene der Leimspeisevorrichtungen 21 und der ersten Messer- oder Schaberstreichvorrichtung ca. 50-90°, zweckmäßig ca. 70 , beträgt. Entsprechend liegen die zweiten Streichmassenspeisevorrichtungen 22 der Walze 11 in der durch die Achse der Walze 11 gelegten senkrechten Ebene, so daß der Winkel Y2 vom Bereich der Mittelebene der Streichmassenspeisevorrichtungen 22 bis zu den Messeroder Schaberstreichvorrichtungen 32, 34 zweckmäßig genauso groß ist wie Winkel Y1- Auf diese Weise ergibt sich eine von ihrer Geometrie her günstige Streichmaschine, um deren Walzen von verhältnismäßig großem Durchmesser herum sich alle erforderlichen Vorrichtungen ohne Schwierigkeiten anordnen lassen.
Der Figur entsprechend ist der Zulauf der Bahn W. in die Streichmaschine im wesentlichen waagerecht und der Bahnablauf von der Walze im Punkt P erfolgt ebenfalls im wesentlichen waagerecht.
Leerseite

Claims (9)

B\£ ' : " ". ' - Patentanwälte und ÜHLING - IVINNE, . :- : ; - ;"'; Vertreter beim EPA Gq ""*-."■ ·■—-- " Dipl.-Ing. H.Tiedtke RUPE " "ELLMANN ο 1 / C Q Q O Dipl.-Chem. G. Bühling J I 4 D J O Z Dipl.-Ing. R. Kinne Dipl.-Ing. R Grupe Dipl.-Ing. B. Pellmann Bavariaring 4, Postfach 20 24 8000 München 2 Tel.:089-53 96 53 Telex: 5-24 845 tipat cable: Germaniapatent München 23. November 1981 DE 1694 case FI 803 Patentansprüche
1.] Oberflächenleimungs- und/oder Streichvorrichtung für eine Papierbahn oder dergleichen, bestehend aus einer Reihe von Streichwalzen (10, 11, 12), die gemeinsam einen oder mehrere Streichspalte (N1, N~) bilden, durch welche eine zu beschichtende Bahn (W) hindurchgeführt wird, dadurch * gekennzeichnet, daß an der in Laufrichtung der Bahn (W) er- i_ sten Streichwalze (10) erste Speisevorrichtungen (21) für Streichmasse (L^) angebracht sind, nach welchen an genannter Walze (TO) Messer- oder Schaberstreichvorrichtungen (31, 33) angebracht sind, daß genannte erste Streichwalze (10) zusammen mit einer zweiten Streichwalze (11) einen ersten Preßspalt (N.,) bildet, daß an genannter zweiter Streichwalze (11) zweite Speisevorrichtungen (22) für Streichmasse (L-) angebracht sind, nach welchen sich an der zweiten Streichwalze (11) Messer- oder Schabervorrichtungen (32, 34) befinden und daß zur Vorrichtung noch eine dritte Streichwalze (12) gehört, die zusammen mit genannter zweiter Streichwalze (11) einen zweiten Streichspalt (N ) bildet.
2. Streichvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Streichmassenspeisevorrichtungen (21) unterhalb der ersten Streichwalze (10) im wesentliehen im Bereich der senkrecht durch die Achse der ersten i
Deutsche Bank (München) KIo. 51/61070 Dresdner Sank (Munchnn) KIo. 3939 84-1 Posischeck (München) Kto. 670-43-804
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Streichwalze (10) verlaufenden Ebene angeordnet sind und daß die zweiten Streichmassenspeisevorrichtungen (22) an der zweiten Streichwalze (11) an gleicher Stelle am Unterteil der zweiten Streichwalze (11) angeordnet sind.
3. Streichvorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und zweite Streichwalze (10,11) zueinander und entsprechend die zweite und dritte Streichwalze (11, 12) zueinander so aufeinander angeordnet sind, daß die durch die Achsen dieser Walzen (10, 11, 12) gelegten Ebenen zur Horizontalebene in einem Winkel von ca. 40-60 (α,3) liegen.
4. Streichvorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Sektor zwischen den Speisevorrichtungen (21) an der ersten Streichwalze (10) und dem ersten Spalt (N1) erste Heizvorrichtungen (41) angebracht sind, die auf die mit Streichmasse (L1) behandelte Außenfläche der Bahn (W.) eine berührungslose Heizstrahlung (R1) richten.
5. Streichvorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß im Sektor zwischen den Leimspeisevorrichtungen (22) an der zweiten Streichwalze (11) und dem zweiten Spalt (N?) Heizvorrichtungen (42) angebracht sind, die auf die mit Streichmasse (L2) behandelte Oberfläche der an der Streichwalze (11) befindlichen Bahn (W2) eine berührungslose Heizstrahlung (R2) richten.
6. Streichvorrichtung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Zulauf der Bahn (W) zur ersten Streichwalze (10) im wesentlichen waagerecht ist und daß der Ablauf der Bahn (W) von der dritten Streichwalze (12) ebenfalls im wesentlichen waagerecht ist.
7. Streichvorrichtung nach Anspruch 1 bis 6, dadurch
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gekennzeichnet, daß jede der Streichwalzen (10, 11, 12) mit einem eigenen Antrieb (15, 16, 17) versehen ist.
8. Streichvorrichtung nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Streichwalzen (10, 11, 12) Walzen mit glatter Oberfläche sind, daß wenigstens eine der Streichwalzen eine weiche, z. B. gummibeschichtete, Oberfläche hat, wobei die übrigen Walzen harte, z. B. Metalloberflächen haben.
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9. Streichvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Streichwalze (11) eine weiche Walze, z. B. mit Gummibeschichtung, oder eine harte Walze, ζ. B= mit Metalloberfläche ist und daß die erste und dritte Streichwalze (10, 12) harte Walzen, z. B. mit Metalloberfläche, oder weiche Walzen, z. B. mit Gummibeschichtung, sind, so daß in beiden Spalten (N1, N«) je eine Walze mit harter und eine mit weicher Oberfläche gegeneinander liegen.
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