DE3416211C2 - Verfahren zum Kalandrieren von einseitig mit einer Magnetschicht versehenen Bahnen und Kalander zur Durchführung dieses Verfahrens - Google Patents

Abstract

Bei einem Verfahren zum Kalandrieren von mit einer Magnetschicht versehenen Bahnen (25) wird die Bahn auf der Oberfläche einer einzigen Walze (4) durch die Behandlungszone transportiert. Sie liegt hierbei mit ihrer die Magnetschicht tragenden Seite an der Walzenoberfläche an. Es sind mindestens zwei Pressungen in Walzenspalten (39 bis 42) vorgesehen. Es erfolgt auch zwischen den Pressungen eine Beheizung. Ein Kalander zur Durchführung dieses Verfahrens besitzt eine Basiswalze (4) mit mindestens zwei an ihrem Umfang anliegenden Außenwalzen (10 bis 13), so daß sich Walzenspalte (39 bis 42) ergeben. Die Basiswalze (4) ist mit einer Walzenheizvorrichtung (5) versehen und maschinenfest gelagert. Die Außenwalzen (10 bis 13) sind je mit einer Anpreßvorrichtung (20) versehen. Auf diese Weise lassen sich Ton- und Videobänder mit hoher Qualität herstellen.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Kalandrieren von einseitig mit einer Magnetschicht versehenen Bahnen, insbesondere zur Herstellung von Ton- und Videobändern, bei dem die Bahn durch eine Behandlungszone transportiert wird, in der sie Pressungen in mindestens zwei Walzenspalten und dabei einer Beheizung durch eine beheizte Walze, der die Magnetschicht zugewandt ist, unterworfen wird, sowie auf einen Kalander zur Durchführung dieses Verfahrens.

Ton- und Videobänder bestehen aus Kunststoffolien, die auf einer Seite mit einer Magnetschicht versehen sind und eine sehr geringe Dicke, zumeist unter 10 μχη haben. Das Kalandrieren ist erforderlich, um durch Einebnen der Oberfläche und Vergleichmäßigen der Massenverteilung der aufgetragenen Schicht eine Glättung der Oberfläche zu bewirken.

Bei einem bekannten Verfahren dieser Art (DE-OS 24 05 222) wird die Bahn durch einen Preßspalt hindurch geführt, der zwischen einer harten Walze und einer elastischen Walze gebildet ist. Die harte Walze besteht aus Metall, zumeist Stahl oder Hartguß.

Als elastische Walzen bezeichnet man in der Regel solche Walzen, die mit einem viskoelastischen Belag aus Natur- oder Kunststoffen versehen sind. Die Temperatur der harten Walzen soll zwischen 40° und 200° C liegen. Mit einer solchen Behandlung läßt sich ein Magnetband mit einem vorgegebenen Standard erzeugen.

Es ist ferner ein Kalander zur Behandlung von durchlaufenden Materialbahnen bekannt (DE-AS 11 13357), bei dem eine mit elastischem Bezug versehene Basiswalze mit mehreren an ihrem Umfang anliegenden harten Außenwalzen aus Metall Walzenspalten bildet. Die Außenwalzen können beheizbar sein. Zwei benachbarte Außenwalzen sind maschinenfest gelagert. Die beiden anderen Außenwalzen sind je mit einer Anpreßvorrichtung versehen, so daß die schwimmend gelagerte Basiswalze von zwei Außenwalzen gegen die beiden anderen Außenwalzen gedrückt werden kann. Dieser Kalander ist insbesondere zur Behandlung von Papier bestimmt, kann aber auch für Kunststoff, Textilien oder beschichtete Materialien verwendet werden, wobei aber Ton- und Videobänder nicht erwähnt sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs beschriebenen Art anzugeben, mit

dessen Hilfe die Qualität der mit einer Magnetschicht versehenen Bahnen verbessert und insbesondere vergleichmäßigt werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst daß die Bahn an der Oberfläche einer einzigen beheizten Walze durch die Behandlungszone transportiert wird, während der gesamten Behandlung auf dieser Walze mit der Magnetschicht an der Walzenoberflächc anliegt und scroit kontinuierlich auch zwischen den Pressungen beheizt wird.

Bei diesem Vorgehen liegt die Magnetschicht während der gesamten Behandlung an ein und derselben Oberfläche an. Da sie nicht von einer Kalanderwalze abgehoben und unter Verwendung von Leitwalzen der nächsten Kalanderwalze zugeführt werden muß, wird die Magnetschicht außerordentlich geschont, so daß sich eine höhere Qualität ergibt Da die Bahn kontinuierlich und nicht nur im Bereich der Walzempalte beheizt wird, kann ein höheres Maß an Verformungsenergie thermisch bzw. die gewünschte thermische Energie auf einem geringeren Temperaturniveau zugeführt werden, was ebenfalls der Qualitätsverbesserung dient Das kontinuierliche Aufliegen auf ein und derselben Oberfläche sowie das kontinuierliche Beheizen verhindern auch eine über die Breite ungleichmäßige Temperatur der Bahn, wie sie im bekannten Fall unvermeidlich ist wenn die Bahn zwischen aufeinanderfolgenden Walzenspalten durch den freien Raum transportiert und hierbei an den Rändern von der Umgebungsluft stärker als in der Mitte abgekühlt wird. Hierdurch ergibt sich eine Vergleichsmäßigung der Qualität über die Breite.

Mit besonderem Vorteil wird die Bahn in den Walzenspalten voneinander unabhängig einstellbaren Pressungen ausgesetzt. Dies steht im Gegensatz zu dem bekannten Kalandrieren, bei dem die Preßkräfte nur an einer Stelle eingeleitet werden und dann infolge des Gewichts der Walzen von oben nach unten zunehmen. Die individuelle Einstellung der Preßkräfte verbessert ebenfalls die Qualität. Insbesondere läßt sich der hohe Qualitätsgrad auch bei großer Bahngeschwindigkeit aufrechterhalten.

Günstig ist es, wenn die Bahn auch schon vor der ersten Pressung beheizt wird. Der Bahn ist daher schon vor der ersten Pressung ein Teil der Verformungsenergie zugeführt worden. Man kann demnach mit geringeren Preßkräften oder mit einer geringeren Zahl von Walzenspalten arbeiten, so daß infolge der geringeren Beanspruchung eine höhere Qualität erzielbar ist.

Ferner sollte dafür gesorgt sein, daß sich bei Umlenkungen außerhalb der Behandlungszone die Magnetschicht auf der konvexen Seite der Bahn befindet. Die Magnetschicht bleibt daher außer Berührung mit den Umlenkorganen, so daß sie weniger als bishei beansprucht wird.

Ein Kalander zur Durchführung des Verfahrens, bei dem eine Basiswalze mit mindestens zwei an ihrem Umfang anliegenden Außenwalzen je einen Walzenspalt bildet, sowie auf die Außenwalzen wirkende Anpreßvorrichtungen und eine Walzenheizvorrichtung vorgesehen sind, hat das Kennzeichen, dall die Basiswaize mit der Walzenheizvorrichtung versehen und maschinenfest gelagert ist, während jede Außenwalze mit einer Anpreßvorrichtung versehen ist.

Die Basiswalze übernimmt hierbei die kontinuierliche Abstützung der die Magnetschicht tragenden Seite der Bahn und gleichzeitig die kontinuierliche Beheizung. Da die Außenwalzen je für sich an die maschinenfest gelagerte Basiswalze gedrückt werden, kann die Streckenlast in jedem Walzenspalt individuell eingestellt werden. Vorzugsweise besitzt die Basiswalze einen harten Mantel mit glatter Oberfläche. Hierdurch wird die Glätte der magnetischen Schicht erheblich verbessert.
Mindestens eine Außenwalze sollte einen elastischen Belag tragen, damit die übliche Superkalandrierung der Bahn erfolgen kann. Der Belag wird nur einmal pro Umdrehung belastet. Infolge dieser Herabsetzung der Lastwechselzahl wird die spezifische Beanspruchung

ίο der Walzenoberfläche reduziert wodurch die Lebensdauer bzw. die Laufzeit der Walzen entsprechend erhöht wird.

Besonders günstig ist es, daß die Außenwalze eine Durchbiegungsregelwalze ist deren Walzenmantel auf über die Breite verteilten, durch Druckgeber belasteten Stützelementen gelagert ist und daß eine Regelvorrichtung die den Druckgebern zuzuführenden Drücke einzeln oder gruppenweise einzustellen vermag. Auf diese Weise ist in den Walzenspalten die Streckenlastverteilung genau einstellbar, so daß bei einer entsprechenden Überwachung der Bahndaten ein hoher Gleichmäßigkeitsgrad über die Bahnbreite erzielt werden kann.

Insbesondere ist es günstig, daß eine Temperatur-Meßvorrichtung die Temperatur der Oberfläche des elastischen Belags über die Breite der Außenwalze mißt und daß die Regelvorrichtung die den Druckgebern zuzuführenden Drücke in Abhängigkeit von der Oberflächentemperatur einstellt. Auf diese Weise wird die infolge der Walkarbeit des elastischen Beiags unvermeidliehe Wärmeentwicklung dazu ausgenutzt eine Korrekturenergie zuzuführen. Da der gleiche Kalandrierungseffekt mit unterschiedlichen Paarungen von Druck und Temperatur im Walzenspalt erzielbar ist und desweiteren die Oberflächentemperatur des elastischen Belags von den zuzuführenden Drücken abhängt läßt sich auf diese Weise ein sehr gleichmäßiger Kalandrierungseffekt über die Bahnbreite erzielen.

Desweiteren empfiehlt es sich, daß eine der Behandlungszone vorgeschaltete Leitwalze so angeordnet ist daß die Bahn schon vor dem ersten Walzenspalt auf der Basiswalze aufliegt. Damit ist sichergestellt, daß schon vor dem ersten Walzenspalt eine Beheizung erfolgt.

Die Leitwalzen sollten so angeordnet sein, daß sie die von der Basiswalze abgewandte Seite der Bahn berühren. Auf diese Weise wird die Magnetschicht geschont.

Wenn die Zahl der Außenwalzen größer ist als die Zahl der für die Behandlung benötigten Walzenspalte, kann man die jeweils nicht benötigten Außenwalzen ersetzen, ohne daß störende Betriebsunterbrechungen

so auftreten. Es ist zu berücksichtigen, daß der elastische Belag der Außenwalzen von Zeit zu Zeit abgedreht werden muß.

Wenn die Basiswalze einen größeren Durchmesser hat als die Außenwalzen, ergibt sich eine Vergrößerung der Heizstrecke und eine bessere Wärmezufuhr. Außerdem wird die Magnetschicht weniger stark durch Krümmung des Bandes belastet. Außerdem vergrößert sich die Breite des Walzenspaltes und es werden extreme Druckspitzen im Spalt vermieden.

Es isi sugar möglich, die harte Bas:s'.va!ze mit einer ebenfalls harten Außenwalze zusammenwirken zu lassen, um die Bahndicke sehr genau festzulegen. Hierbei sollte dann zumindest die erste Außenwalze die harte Walze sein.

Bei Verwendung von zwei hintereinander geschalteten Basiswalzen sollten die Leitwalzen so angeordnet sein, daß die zweite Basiswalze von der der ersten Basiswalze zugewandten Seite der Bahn berührt wird. Die

Magnetschicht wird daher bewußt auch in der zweiten Stufe geschont.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten, bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert Es zeigt s

F i g. 1 eine Seitenansicht eines erfindungsgemäß verwendbaren Kalanders,

F i g. 2 eine schematische Ansicht zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens und

F i g. 3 eine schematische Darstellung eines zweistufigen Verfahrens.

In F i g. 1 ist ein Kalander mit einem Gestell 1 veranschaulicht, das zwei Ständer 2 aufweist, von denen nur der eine zu sehen ist. Das Gestell 1 weist Lager 3 für eine Basiswalze 4 auf. Diese ist mit einer Walzenheizvorrichtung 5 (F i g. 2) ausgestattet Zu diesem Zweck ist ein Walzenmantel 6 vorgesehen, in dessen Innenraum 7 über einen Zulaufanschluß 8 ein Wärmeträger eingeführt werden kann, der über einen Ablaufstutzen 9 abgeführt wird. An den Umfang der Basiswalze 4 sind vier Außenwalzen 10, U, 12 und 13 anpreßbar. Deren Lagerblöcke 14 sind in Haltern 15 angeordnet und durch Arretiervorrichtungen 16 gesichert Die Halter 15 sind an Verstellhebeln 17 angebracht die um ständerfeste Drehpunkte 18 schwenkbar sind. Jeder Verstellhebel 17 ist mittels der Kolbenstange 19 eines am Ständer 2 angelenkten Hydrozylinders 20 derart verschenkbar, daß die Außenwalze 10 vom Umfang der Basiswalze 4 abgehoben, wieder an den Umfang herangefahren und an diesen mittels einer gewünschten Anpreßkraft angedrückt werden kann.

Die Ständer 2 weisen ferner Lager 21 für eine Bahn-Vorratswalze 22 und Lager 23 für eine Bahn-Aufwickelwalze 24 auf. Leitwalzen 26,27, 28 und 29 für die Bahn 25 sind in den Ständern 2 gelagert.

Wie aus Fi g. 2 ersichtlich ist, bestehen die Außenwalzen 10 bis 13 je aus einem Walzenmantel 30, der mit einem viskoelastischen Belag 31 aus Natur- oder Kunststoffen versehen ist Der Walzenmantel 30 ist auf einer ersten Gruppe von hydrostatischen Stützelementen 32 und einer zweiten Gruppe von hydrostatischen Stützelementen 33 gelagert, die in bekannter Weise über die Walzen breite verteilt angeordnet und durch Druckgeber 34, 35, 36 und 37 auf einem drehfest in den Lagerblöcken 14 gehaltenen Träger 38 abgestützt sind.

Auf diese Weise ergeben sich vier Walzenspalte 39, 40,41 und 42, durch welche die Bahn 25 hindurchgeführt wird. Hierbei liegt die mit der Magnetschicht versehene Seite, die durch Pfeile 43 gekennzeichnet ist an der Oberfläche der beheizten Basiswalze 4 an. Die Leitwalzen 26, 27 und 28 sind so angeordnet, daß die Bahn die Basiswalze 4 über mehr als drei Viertel des Umfangs umschlingt Dagegen kommt die Magnetschicht nicht mit den Leitwalzen 26,27,28 und 29 in Berührung.

In F i g. 2 ist eine mit einem Prozeßleitsystem ausgestattete Regelvorrichtung 44 veranschaulicht, die über entsprechende Wandler 45 einerseits Meßsignale aus dem Kalander empfängt und andererseits Signale für Druck- und Wärmezufuhr an den Kalander gibt So werden mit Hilfe von Sensoren 46 und 47 Eigenschaften ifder Bahn 25 über die Breite der Bahn gemessen, hier insbesondere die Glätte. Ein Sensor 48 mißt die Temperatur der Oberfläche der Basiswalze 4, ein Sensor 49 die Temperatur der Bahn zwischen den beiden ersten Walzenspalten. Meßvorrichtungen 50 und 51 messen die Oberflächentemperatur des elastischen Belages 31, der Außenwalzen 10 und 13. Ähnliche Meßvorrichtungen sind auch bei den Außenwalzen 11 und 12 vorgesehen.

Umgekehrt wird über Druckleitungen 52 Druckmittel mit vorbestimmtem Druck zu den Hydrozylindern 20 geleitet. Druckleitungen 53 und 54 dienen der Druckmittelzufuhr zu den Druckgebern 34 bis 36 der Außenwalze 10, Druckleitungen 55 und 56 der Druckmittelzufuhr zu den Druckgebern der Außenwalze 13. Entsprechendes gilt für die Außenwalzen 11 und 12. Es handelt sich jeweils um eine Vielzahl von Leitungen, welche jede zu einem Druckgeber oder zu einer Gruppe von Druckgebern führt. Dann gibt es eine Wärmeträgerzuleitung 57, mit der ein Wärmeträger in den Innenraum 7 der Basiswalze 4 geleitet wird. Die Regeleinrichtung besitzt weitere Eingänge 58, über die Sollwerte, andere Parameter oder funktioneile Zusammenhänge zwischen Druck und Temperatur, zwischen bestimmten Bahneigenschaften und den aufzubringenden Verformungsenergien usw. eingegeben werden können.

Der Kalander kann beispielsweise derart betrieben werden, daß aufgrund der Meßergebnisse des Sensors 46 eine bestimmte Kombination der Temperatur der Basiswalze 4 und des Drucks der Hydrozylinder 20 vorgeben wird. Aufgrund der Messungen des Sensors 47 werden diese Sollwerte jeweils korrigiert Ein Temperatur-Regelkreis mit dem Sensor 48 sorgt dafür, daß der Temperatur-Istwert dem Sollwert entspricht Entsprechende Regelkreise sorgen dafür, daß der Druck-Istwert dem Sollwert entspricht. Außerdem werden die den Druckgebern 34 bis 37 zuzuführenden Drücke in Abhängigkeit von den Sensoren 46, 47 und 49 derart beeinflußt, daß die Bahn 25 am Austritt über ihre Breite annähernd gleiche Qualität hat Das kann bedeuten, daß in den Walzenspalten 39 bis 42 eine über die Walzenbreite ungleichmäßige Streckenlastverteilung auftritt, um mittels höherer Drücke und durch Walkarbeit erzeugter höherer Temperaturen zusätzliche Beeinflussungen zu erzielen.

Bei der Ausführungsform nach F i g. 3 entspricht der erste Kalander 100 dem in F i g. 2 veranschaulichten Kalander. Der zweite Kalander 200 hat den gleichen Aufbau. Die Bahn 125, die beide Kalander durchläuft, ist durch die Leitwalzen 126 bis 129 und 226 bis 228 so geführt, daß die mit einem Pfeil 143 gekennzeichnete Bahnseite, welche die Magnetschicht trägt, in beiden Kalandern an der Basiswalze 104 und 204 anliegt, während sie jeweils von den Leitwalzen abgewandt ist

Häufig genügen zwei oder drei Walzenspalte zur Behandlung der Bahn. Es kann dann eine der Außenwalzen abgehoben werden und als Reserve dienen. Wenn beispielsweise die Außenwalze 11 abgehoben ist und die Außenwalze 10 repariert werden soll, kann diese abgehoben und gleichzeitig die Außenwalze 11 angestellt werden, gegebenenfalls nach Vorwärmung, so daß der Betrieb keine unzulässige Unterbrechung erleidet Da die Außenwalzen sich außerhalb der Warenbahn-Führungselemente befinden, können sie ohne weiteres im Betrieb abgehoben werden.

Es kann auch eine andere Anzahl als die vier Außenwalzen mit einer Basiswalze zusammenwirken.

Die Außenwalzen können beispielsweise einen Aufbau haben, wie er in der älteren deutschen Patentanmeldung P 33 25 385.4-12 beschrieben ist

Für die nachstehenden Bauelemente können handelsübliche Geräte benutzt werden:

Regelvorrichtung 44
Eigenschafts-Sensoren 46,47
Temperatursensoren 48 bis 51.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (15)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Kalandrieren von einseitig mit einer Magnetschicht versehenen Bahnen, insbesondere zur Herstellung von Ton- und Videobändern, bei dem die Bahn durch eine Behandlungszone transportiert wird, in der sie Pressungen in mindestens zwei Walzenspalten und dabei einer Beheizung durch eine beheizte Walze, der die Magnetschicht zugewandt ist, unterworfen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Bahn an der Oberfläche einer einzigen beheizten Walze durch die Behandlungszone transportiert wird, während der gesamten Behandlung auf dieser Walze mit der Magnetschicht an der Walzenoberfläche anliegt und somit kontinuierlich auch zwischen den Pressungen beheizt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bahn in den Walzenspalt voneinander unabhängig einstellbaren Pressungen ausgesetzt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bahn auch schon vor der ersten Pressung beheizt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich bei Umlenkungen außerhalb der Behandlungszone die Magnetschicht auf der konvexen Seite der Bahn befindet.

5. Kalander zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem eine Basiswalze mit mindestens zwei an ihrem Umfang anliegenden Außenwalzen je einen Walzenspalt bildet, sowie auf die Außenwalzen v/irkende Anpreßvorrichtungen und eine Walzenheizvorrichtung vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Basiswalze (4) mit der Walzenheizvorrichtung versehen und maschinenfest gelagert ist, während jede Außenwalze (10 bis 13) mit einer Anpreßvorrichtung (20) versehen ist.

6. Kalander nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Basiswalze (4) einen harten Mantel mit glatter Oberfläche besitzt.

7. Kalander nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Außenwalze (10 bis 13) einen elastischen Belag (31) trägt.

8. Kalander nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenwalze (10 bis 13) eine Durchbiegungsregelwalze ist, deren Walzenmantel auf über die Breite verteilten, durch Druckgeber (34 bis 37) belasteten Stützelementen (32, 33) gelagert ist und daß eine Regelvorrichtung (44) die den Druckgebern zuzuführenden Drücke einzeln oder gruppenweise einzustellen vermag.

9. Kalander nach einem der Ansprüche 5 bis S, dadurch gekennzeichnet, daß eine Temperatur-Meßvorrichtung (50, 51) die Temperatur der Oberfläche des elastischen Belags (31) über die Breite der Außenwalze (10 bis 13) mißt und daß die Regelvorrichtung (44) die den Druckgebern (34 bis 37) zuzuführenden Drücke in Abhängigkeit von der Oberflächentemperatur einstellt.

10. Kalander nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Behandlungszone vorgeschaltete Leitwalze (27) so angeordnet ist, daß die Bahn (25) schon vor dem ersten Walzenspalt (42) auf der Basiswalze aufliegt.

11. Kalander nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitwalzen (2(i bis

29) so angeordnet sind, daß sie die von der Basiswalze (4) abgewandte Seite der Bahn (25) berühren.

12. Kalander nach einem der Ansprüche 5 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahl der Außenwalzen (10 bis 13) größer ist als die Zahl der für die Behandlung benötigten Walzenspalte.

13. Kalander nach einem der Ansprüche 5 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Basiswalze (4) einen größeren Durchmesser hat als die Außenwalzen (10 bis 13).

14. Kalander nach einem der Ansprüche 5 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest die erste Außenwalze (13) eine harte Walze ist

15. Kalander nach einem der Ansprüche 5 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung von zwei hintereinandergeschalteten Basiswalzen (104, 204) die Leitwalzen (126 bis 129; 226 bis 228) so angeordnet sind, daß die zweite Basiswalze von der der ersten Basiswalze zugewandten Seite der Bahn (125) berührt wird.