DE3407255A1 - Vorrichtung fuer wahlweises ein- oder doppelseitiges beschichten einer laufenden papierbahn und verfahren zur anwendung der vorrichtung - Google Patents

Vorrichtung fuer wahlweises ein- oder doppelseitiges beschichten einer laufenden papierbahn und verfahren zur anwendung der vorrichtung

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DE3407255A1
DE3407255A1 DE19843407255 DE3407255A DE3407255A1 DE 3407255 A1 DE3407255 A1 DE 3407255A1 DE 19843407255 DE19843407255 DE 19843407255 DE 3407255 A DE3407255 A DE 3407255A DE 3407255 A1 DE3407255 A1 DE 3407255A1
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Description

VORRICHTUNG FÜR WAHLWEISES EIN- ODER
DOPPELSEITIGES BESCHICHTEN EINER LAUFENDEN PAPIERBAHN UND VERFAHREN ZUR
ANWENDUNG DER VORRICHTUNG
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung für wahlweises ein- oder doppelseitiges Beschichten einer laufenden Papierbahn, in welcher Vorrichtung das abschließende Ausgleichen der Beschichtung in. einem Glättspalt erfolgt, der eine erste Walze und ein Gegenglied aufweist. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Anwendung einer solchen Vorrichtung.
Die Grundkriterien für Beschichten sind Qualität und Geschwindigkeit. Hohe Beschichtungsgeschwindigkeiten erhöhen die Produktivität, 'sie erschweren jedoch, die .Qualitätsanforderungen zu erfüllen. Fast alle möglichen Konstruktionsalternativen sind bereits für Beschichtungsvorrichtungen ausprobiert worden. Die Bahn ließ man sowohl von oben nach unten als auch von unten nach oben laufen, sowie auch horizontal und schräg unter unterschiedlichen Winkeln. Die Beschichtungsmasse wurde mittels Walzen, Extrudern und durch Aufsprühen auf die Bahn gebracht, oder durch Hindurchführen der Bahn durch einen Beschichtungsmasse-Behälter oder durch Ausbilden eines Beschichtungspfuhis in Kontakt mit der Bahn, und in vielen anderen Weisen. Einige Lösungen haben sich bei bestimmten Anwendungen als vorteilhaft erwiesen, aber alle Lösungen hatten auch beträchtliche Nachteile und deren Anwendbarkeit auf Be-
Schichtungsmaterialien und Beschichtungsbedingungen unterschiedlicher Arten war nicht befriedigend.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine universelle Beschichtungsvorrichtung zu schaffen, die für sehr viele Arten von Beschichtungen derart verwendet werden kann, daß auch bei hohen Beschichtungsgeschwindigkeiten eine gute Beschichtungsqualität erreicht wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer Vorrichtung gelöst, wie sie durch den Anspruch 1 gekennzeichnet ist. Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben. Ein Verfahren zur Anwendung der Vorrichtung nach der Erfindung beschreibt Anspruch 10. Da die Bahn von unten nach oben läuft, kann sich in dem Glättspalt kein statischer Pfuhl ausbilden, worin sich in der Beschichtungsmasse vorkommende Verunreinigungen ansammeln. Wenn sich überschüssige Beschichtungsmasse in dem Glättspalt ansammelt, fließt diese nach unten ab und wird auf diese Weise die Beschichtungsmasse fortlaufend ersetzt und bleibt der Spalt sauber. Da die Beschichtungsmasse im wesentlichen drucklos auf die Bahn aufgebracht wird, tritt kein wesentlicher Druckabfall in der Beschichtungsmasse auf, und deswegen können keine aufgrund eines abrupten Druckabfalls expandierende Luftbläschen in der Beschichtung auftreten, wie das der Fall ist, wenn ein 5 Druckextruder zum Auftragen der Beschichtungsmasse benutzt
wird. Da zwischen der Bahn und dem Auftragglied kein mechanischer Kontakt stattfindet, besteht keine Gefahr der Beschädigung der Bahn durch das Auftragglied.
Das vorteilhafteste Gegenglied zur Walze in dem Glättspalt ist ein Beschichtungsmesser. Die allseits bekannte Kopmbination "Me£er-Bahn-Walze" erlaubt gewöhnlich die besten Einstellmöglichkeiten. Es ist jedoch auch möglich, zum Ausgleichen der Beschichtung ein Walzenpaar zu verwenden.
Wenn in dem Glättspalt auf einer Seite der Bahn ein Beschichtungsmesser benutzt wird, ist es möglich, die Bahn in der Weise zu ziehen, daß sie leicht an der Messerkante abgelenkt wird. Dies ist von Vorteil, da dann die Laufrichtung der Bahn im Glättspalt in eine Richtung weg von der Walze von der Tangentialebene der Walze abweichen wird. Dies ergibt ein besserers Beschichtungsergebnis auf der Walzenseite, da der vergrößerte Winkel zwischen der Bahn und der Walze die Gefahr des sogenannten Filmaufreißens (film splitting) verringert. Es ist auch vorteilhaft, daß die Laufrichtung der Bahn vor dem Glättspalt leicht von der Tangentialebene der Walze abweicht.
Die Vorrichtung nach der Erfindung weist vorteilhaft einen im wesentlichen geschlossenen SammeIraum um das Auftragglied und unter dem Glättspalt zum Sammeln und Wiederverwenden überschüssiger Beschichtungsmasse auf. Die Wände des Sammelraums erstrecken sich so nah wie möglich zu der Glättspalt-Walze und zu dem Glättmesser-Halter. Die Wände des Sammelraums schützen dann die Beschichtungsvorrichtung vor Beschichtungsmasse, die am Ende des Beschichtungsprozesses oder im Falle eines Bahnrisses wegspritzt. Die in dem unteren Teil des Sammelraums angesammelte Beschichtungsmasse kann zurück in das Beschichtungsmasse-Zufuhrsystem gepumpt werden.
5 In dem Auftragglied ist die·Bahn über eine beträchtliche Strecke in Kontakt mit der Beschichtungsmasse. Der Prozeß kann so gesteuert werden, daß das Auftragglied voll mit Beschichtungsmasse gehalten wird, oder daß die Beschichtungsmasse auf einem bestimmten Höhenstand verbleibt.
Das Auftragglied kann auf beiden Seiten der Bahn mit einer unterschiedlichen Beschichtungsmasse gefüllt werden oder es kann eine Seite der Bahn unbeschichtet bleiben. In dem Auftragglied wird kein Überdruck verwendet, vielmehr wird die Beschichtungsmasse durch im wesentlichen drucklosen Kontakt auf die Bahn aufgebracht. Jedoch kann ein gewisser,
auf die Bahn einwirkender hydrostatischer Druck in dem Beschichtungsmassenvolumen des Auftragglieds vorhanden sein. Wenn die Bahn nur auf einer Seite beschichtet wird,· muß auf die andere Seite des Auftragglieds Luft mit einem leichten Überdruck zwecks Aufrechterhaltung eines Druck-gleichgewichts zugeführt werden. Die Spalte zwischen den unteren und oberen Rändern des Auftragglieds und der Bahn können durch Verändern des Abstands zwischen den Auftraggliedhälften und der Bahn und/oder der Winkellage der Auftraggliedhälften eingestellt werden. Der Spalt zwischen den oberen Rändern des Auftragglieds und der Bahn wird gewöhnlich auf 0,2 -2mm, vorzugsweise auf 0,2 - lmm eingestellt. Der Spalt zwischen den unteren Rändern des Auftragglieds und der Bahn wird gewöhnlich auf denselben Wert wie der obere Spalt oder auf einen etwas größeren Wert eingestellt. Der untere Spalt kann z.B. um 20% größer als der obere Spalt sein, aber vorzugsweise nicht mehr als 50% größer. Es ist empfehlenswert, daß eine kleine Menge der Beschichtungsmasse während der Beschichtung kontinuierlich aus dem unteren Spalt des Auftragglieds herausfließt, da dies verhindert, daß mit der Bahn Luft in das Auftragglied eintritt. Dieser Fluß sollte jedoch so klein wie möglich sein. Aus der Sicht der Steuerung des Beschxchtungsprozesses ist es von Vorteil, daß die Bahn in dem Auftragglied über eine 5 Strecke von zumindest 5cm, vorzugsweise zumindest 10cm, mit der Beschichtungsmasse in Kontakt ist.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung beträgt der Abstand des Auftragglieds von dem Glättspalt 5 - 50cm, vorzugsweise 10 - 30cm. Um eine kompakte Konstruktion zu erhalten, sollte der erwähnte Abstand so klein wie möglich gehalten werden. Ein gewisser Abstand wird jedoch immer zwischen dem Auftragglied und dem Glättspalt benötigt.
Die Erfindung wird nachfolgend im einzelnen anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert, die in einer ein-
zigen Figur schematisch einen Querschnitt einer Vorrichtung gemäß der Erfindung zeigt.
In der Zeichnungsfigur ist mit 1 eine laufende Bahn bezeichnet, die sich von unten nach oben bewegt. Durch ei-5' nen Spalt 2 tritt die Bahn in einen im wesentlichen geschlossenen Raum 15 ein, in dem ein Beschichtungsmasse-Auftragglied 3 angeordnet ist. In dem Auftragglied kommt die Bahn mit einer darin enthaltenen Beschichtungsmas.se in Kontakt. Die Beschichtungsmasse wird durch Leitungen 5 in das Innere 4 des Auftragglieds 3 gepumpt, wobei der Pumpdruck so gesteuert wird, daß im wesentlichen kein Überdruck in dem Auftragglied auftritt. Allerdings muß soviel Überdruck in den Leitungen 5 vorhanden sein, damit sich die Beschichtungsmasse in dem Auftragglied auf eine bestimmte Pegelhöhe einstellt. In dem Auftragglied haftet die Beschichtungsmasse an der Bahn 1 an und gelangt mit dieser in einen Glättspalt 6, wo die Beschichtung bei der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsform mittels eines Beschichtungsmessers 7 und einer Walze 8, die auf gegeniiberliegenden Seiten der Bahn angeordnet sind, ausgeglichen wird. Das Beschichtungsmesser kann durch eine zweite Walze 7a ersetzt werden, die schematisch in strichpunktierten Linien gezeigt ist.
An der Spitze oder Schneide des Beschichtungsmessers 5 7 wird die Bahn 1 leicht um einen Winkel a weg von der Tangentialebene der Walze 8 abgelenkt, wie dies in. der Zeichnung gezeigt ist. Dies ergibt ein besseres Beschichtungsergebnis. Die Laufrichtung der Bahn kann auch auf der Eintrittsseite des Glättspalts von der Tangentialebene der Walze 8 abweichen. In dem Glättspalt 6 können der Anstellwinkel des Messers 7 sowie die von dem Messer verursachte und die Beschichtung beeinflussende Spaltbelastung eingestellt werden. Die Wahl der richtigen Einstellwerte hängt im wesentlichen von der Papiergüte, der Bahngeschwindigkeit-SS und der Qualität der Beschichtungsmasse sowie von der
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Dicke und der Flexibilität des Messers 7 ab.
Die Steuersysteme des Auftragglieds 3 sind nur sche-.matisch und nur auf einer Seite des Auftragglieds dargestellt. Die zwei Hälften des Auftragglieds sind an einem Pestpunkt 9 abgestützt, dessen Lage entsprechend den Pfeilen 10 eingestellt werden kann. Eine Winkeleinstellung des Auftragglieds erfolgt durch eine Dehbewegung 11 um den •Festpunkt 9. Die Auftraggliedhälften werden so eingestellt, daß Spalte einer gewünschten Breite an dem oberen Rand 12 und an dem unteren Rand 13 des Auftragglieds entstehen. Geeignete Einstellwerte wurden oben genannt.
Zwei Sammelbecken 14, die zusammen den Sammelraum 15 bilden, sind um das Auftragglied angeordnet. Überschüssige Beschichtungsmasse, die von dem Glättspalt 6 und etwas auch durch den Spalt am unteren Rand 13 des Auftragglieds herabtropft, sammelt sich in diesem Sammelraum. Die Sammelbecken 14 wirken auch als ein Schutz für das Auftragglied und zusammen mit der Walze 8 und dem Halter des Messers 7 formen sie einen im wesentlichen geschlossenen Raum, der für das Auftragglied und den ganzen Beschichtungsprozeß Schutz gibt. Die in dem unteren Teil 15 des Sammelraums angesammelte Beschichtungsmasse wird durch Leitungen 16 zurück in das Beschichtungsmasse-Zuführsystem geführt, von dem sie durch die Leitungen 5 zurück in das Auftragglied gebracht wird.
Um sicherzustellen, daß eine Vorrichtung nach der. Erfindung zum Beschichten mit unterschiedlichen Arten von Beschichtungsmassen verwendet werden kann, ist es wichtig, daß die Kontaktstrecke h zwischen der Bahn und der Be-Schichtungsmasse genügend lang ist. Die Strecke h sollte vorzugsweise zumindest 10cm lang sein. Gewöhnliche Pigment- und Leimbeschichtungen können mit einer Vorrichtung nach der Erfindung■erzeugt werden. Die Viskosität der Beschichtungsmasse sollte vorzugsweise weniger als 3000mPas betragen. In dem Glättspalt kann die Walze 8 etwas schneller
— Q —
als die Bahn l laufen.
Die Erfindung ist nicht auf die gezeigte Ausführungsform beschränkt und Abwandlungen sind.im Rahmen beigefügter Ansprüche möglich.
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Claims (1)

  1. Zipse&Habersack Patentanwälte
    Kemnatenstraße 49, D-8000 München 19 . beim Europäischen Patentamt
    Telefon (089) 17 0186, Telex (07) 81307 zugelassene Vertreter
    Oy Wärtsilä Ab 1984-02-20
    FI-OOlOl Helsinki 10 . WA 57
    P_a_t_e_n_t_a_n_£_p_r_ü_c_h_e_j_
    l.Worrilchtung für wahlweises ein- oder doppelseitiges Beschichten einer laufenden Papierbahn,in welcher Vorrichtung das abschließende Ausgleichen der Beschichtung in einem Glättspalt erfolgt, der eine erste Walze und ein Gegenglied aufweist, dadurch ge kennzeichnet, daß die Bahn (1) von unten nach oben geführt ist, und daß in einem beträchtlichen Abstand vor dem Glättspalt (6) ein Beschichtungsmasse-Auftragglied (3) mit einer Auftragkammer (4) angeordnet ist, wo die Beschichtungsmasse aufgrund eines im wesentlichen drucklosen Kontaktes an der laufenden Papierbahn anhaftet und mit ihr nach oben zu dem Glättspalt gelangt, und daß die Bahn (1) geradlinig von der Auftrageinrichtung (3) zu dem Glättspalt (6) geführt ist. 2.Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß das Gegenglied ein Beschichtungsmesser (?) oder eine zweite Walze (7a) ist, und daß die laufende Papierbahn (1) um einen kleinen Winkel (a) weg von dieser ersten Walze (8) abgelenkt ist, wenn, sie aus dem von dieser ersten Walze (8) und dem Gegenglied (7, 7a) gebildeten Spalt (6) heraustritt.
    3.Vorrichtung nach Anspruch 2,dadurch gekennzeichnet, daß die Laufrichtung der Bahn (1) von der Tangentialrichtung dieser ersten Walze (8) in diesem Glättspalt (6) zumindest beim Heraustreten aus dem Spalt., vor-5 zugsweise auch beim Hineintreten in den "Spalt, abweicht.
    4.Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich.net, daß unter dem Auftragglied (3) und dem Glättspalt (6) ein Sammelraum (14) zum Sammeln und Wiederverwenden überschüssiger Masse angeordnet ist.
    5.Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch■g e ke nnzeichnet, daß in dem Auftragglied (3) die Kontaktstrecke, über welche die Beschichtungsmasse in Kontakt mit der Bahn kommt, zumindest 5cm, vorzugsweise zumindest 10cm ist.
    .Ö.Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Auftragglied (3) ein Spalt vorgesehen ist, der erlaubt, daß die Bahn (1) das Auftragglied im wesentlichen ohne mechanischen Kontakt mit seinen oberen und unteren Rändern (12, .13) durchläuft.
    7.Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Spalt zwischen der Bahn (1) und den oberen Rändern (12) des Auftragglieds 0,2 - 2mm, vorzugsweise 0,2 - lmm weit ist.
    8.Vorrichtung nach Anspruch 7,dadurch g e k e η η-
    ■ zeichnet, daß der Spalt zwischen der Bahn (1) und den unteren Rändern (13) des Auftragglieds (3) ebensogroß oder höchstens 50% größer als der entsprechende Spalt an den oberen Rändern (12) des Auftragglieds istv
    9.Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, daß die Entfernung von dem Auftragglied (3) zu dem Glättspalt (6) .5 50cm, vorzugsweise 10 - 30cm beträgt.
    10. Verfahren zur Anwendung der Vorrichtung nach einem der vorteilenden Ansprüche, dadurch g e k e η η
    zeichnet, daß der Spalt zwischen den unteren Rändern (13) des Auftragsglieds (3) und der Bahn (1) so eingestellt wird, daß nur eine kleine Menge an Beschichtungsmasse kontinuierlich aus dem Spalt herausläuft.
DE19843407255 1983-03-01 1984-02-28 Vorrichtung fuer wahlweises ein- oder doppelseitiges beschichten einer laufenden papierbahn und verfahren zur anwendung der vorrichtung Ceased DE3407255A1 (de)

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