DE3922535C2 - Verfahren zur Beschichtung laufender Warenbahnen sowie Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents

Verfahren zur Beschichtung laufender Warenbahnen sowie Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Beschichtung laufender Warenbahnen entsprechend dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie eine Vorrichtung. Ein Verfahren zur Beschichtung laufender Warenbahnen mit den zwei aufeinander folgenden Beschichtungsvorgängen, wo­ bei die zuerst aufgetragene Schicht noch feucht ist, wenn die zweite Schicht aufgetragen wird, ist bekannt aus US 3,202,536. Die beiden Beschichtungsstationen sind hier sowohl an einer einzigen die Bahn führenden Walze angeordnet als auch an zwei aufeinander folgenden Walzen. Eine der letztgenannten entspre­ chende Einrichtung ist auch bekannt aus CA-PS 882 640. Die letzt­ genannte unterscheidet sich von der anderen dadurch, daß in der ersten Beschichtungsstation der Auftrag mittels Auftragswalze erfolgt. Diese zuerst aufgetragene Schicht wird dann mittels Streichklinge vergleichmäßigt, wobei der Überschuß abgeschabt wird. Bei der anderen Einrichtung erfolgt in der ersten Be­ schichtungsstation ebenfalls ein Abschaben mittels einer Scha­ berklinge.
Die DE 37 13 278 A1 zeigt ein völlig anderes Prinzip, bei dem nämlich eine gravierte Walze, also eine Walze mit näpfchenförmigen, dicht aneinander angeordneten Vertiefungen verwendet wird, die die Auftragsmenge im erforderlichen Maß in einem Arbeitsgang unmittelbar auf das Papier überträgt.
Die Aufgabe der Erfindung ist ein betriebssicheres Naß-in- Naß-Streichverfahren mit bester Strichqualität und sparsamem Materialverbrauch zu schaffen.
Gemäß der Erfindung wird eine neue Beschichtungseinrichtung ge­ mäß dem Kennzeichen des Patentanspruchs 1 geschaffen. Hierbei ist als Vorteil zu nennen, daß die Beschichtung zunächst in ge­ ringem Maße auf die Warenbahn aufgetragen wird, wobei durch den Preßspalt zwischen der ersten Bahnführungswalze und der Preß­ walze ein gleichmäßiges Einpressen der ersten Beschichtungs­ menge erfolgt. Dadurch wird die Bahn quasi imprägniert, und es ist ohne weiteres möglich, gleichmäßig die Deckschicht mit der zweiten Beschichtungseinrichtung aufzutragen. Durch den Preßnip tritt keine große Beanspruchung, insbesondere Zug- oder Quetschbeanspruchung der Warenbahn auf. Die leicht in dem Sta­ dium, wo es zu Bahnberührungen kommen kann, zum Verpressen der Bahn neigende oder sogar Bahnrisse herbeiführende Schaberklinge ist dort vermieden. Sehr vorteilhaft ist es, zwecks gleichmäßi­ gem Auftrag einer dosierten Menge, eine Rollrakel zu verwenden, deren Umfang mit Rillen versehen ist. Diese Rillen können sehr fein ausgebildet sein, so daß sich ein besonders gleichmäßiger Auftrag ergibt.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand dreier in den Figuren der Zeichnung dargestellter Beispiele erläutert.
In Fig. 1 ist die erste Bahnführungswalze, also die der ersten Beschichtungseinrichtung mit 1, die zugehörige Preßwalze mit 2 und die Bahnführungswalze der zweiten Beschichtungseinrichtung mit 3 bezeichnet. Die Bahnführung ist mit W angegeben. Die erste Beschichtungseinrichtung weist eine Auftragskammer 4 für die Beschichtungsmasse auf, in welche diese durch das Zuführrohr 5 eingeleitet wird. Die Auftragskammer ist als Düsenkammer mit einem Überlauf ausgebildet, so daß überschüssige Beschichtungs­ masse in die Auffangwanne 7, die an der Auftragskammer 4 be­ festigt ist, überfließen kann. Die Auftragskammer 4 wird von einem Tragbalken 6 gehalten. Am in Drehrichtung der Bahn­ führungswalze 1 austrittsseiten Ende der Auftragskammer 4 befindet sich das Dosierelement, eine Rollrakel 8, die vor­ zugsweise eine mit Umfangsrillen versehene Oberfläche aufweist. Als zweite Beschichtungseinrichtung ist ebenfalls eine derarti­ ge Auftragskammer 13 mit Zuführrohr 14 vorgesehen. Es ist eben­ falls eine Auffangrinne 16 und ein Tragbalken 15 vorhanden. Anstelle der Rollrakel 8 ist hier aber eine Streichklinge 12 austrittsseitig in bezug auf die Auftragskammer 13 vorgesehen, die die zweite Auftragsschicht glättet. In dem zwischen der Bahnführungswalze 1 und der Preßwalze 2 gebildeten Preßspalt wird die in relativ genau dosierter Menge an Beschichtungsmasse in die Warenbahn, vorzugsweise eine Papier- oder Kartonbahn hineingepreßt und diese damit imprägniert. Ohne weitere Trock­ nung wird dann die Warenbahn W der zweiten Beschichtungsein­ richtung zugeführt. Dabei kann sie über eine Breitstreckwalze 18 geleitet werden, um Faltenbildungen zu vermeiden.
Die Streichklinge 12 wird natürlich in jedem Fall in bekannter Weise durch die Anpreßmittel so angedrückt, daß sie gleichmäßig an der Bahnführungswalze 3 bzw. der Waranbahn anliegt und die Beschichtung sehr gleichmäßig glättet.
Die Auftragswerke mit Auftragskammer sind bekannt z.B. aus US 4,250,211 und Auftragsrakel mit Sumpf und Rollrakel ein­ schließlich Halter aus US 2,970,564. Eine Rollrakel, die mit die Umfangsrillen bildender Drahtumwicklung versehen ist, ist z.B. bekannt aus US 3,387,585.
Man kann durch eine zwischen den beiden Bahnführungswalzen 1 und 3 eingeschaltete Breitstreckwalze 18 den Bahnverlauf und die Bahnbeanspruchung durch Bahnzug noch wesentlich vergleich­ mäßigen.
In Fig. 1 ist gestrichelt eine Variante dargestellt, bei wel­ cher die Bahnführungswalzen 1 und 3 unmittelbar nebeneinander angeordnet sind. In dem Spalt, der zwischen den beiden Walzen gebildet ist, verläuft die Bahn relativ reibungsfrei, jeden­ falls ohne größere Anpreßkräfte.
Eine Anpressung im Nip zwischen Walze 1 und 3 ist nicht mög­ lich, da Bahnlängung und Querdehnung zwischen dem Nip von Walze 1 und 3 und der Klinge 12 nicht ausgeglichen werden können.
Das Grundprinzip der erfindungsgemäßen Auftragseinrichtung ist es, die erste Beschichtung nur in einem solchen Maße vorzuneh­ men, daß im wesentlichen nur eine Imprägnierung des Papiers er­ folgt. Daher hängt die Menge der in der ersten Auftragseinrich­ tung aufgetragenen Streichmasse von der Saugfähigkeit des Pa­ piers ab, welche u.a. im wesentlichen eine Funktion des Flächengewichts des Papiers ist. So werden z.B. für holzfreie Papiersorten Flächengewichte von mehr als 80 g/m2 verwendet. Bei diesen wegen ihrer größeren Porosität auch mit größerer Saugfähigkeit ausgestatteten Papieren beträgt das in der ersten Beschichtungseinrichtung aufgetragene Flächengewicht maximal etwa 7 g/m2, so daß insgesamt eine Schichtungsmenge von 15 g/m2 in beiden Beschichtungseinrichtungen aufgetragen wird. Die ent­ sprechende Rillengröße beträgt dabei im Querschnitt maximal et­ wa 0,012 mm/m2. Dies gilt im wesentlichen für solche Rollrakel, die mit Drahtumwicklung versehen sind. Diese Rollrakel haben aber keine sehr große Standzeit.
Daher sind Rollrakelstäbe für die erfindungsgemäße Auftragsein­ richtung entwickelt worden, die es ermöglichen, einen einwand­ freien Strich über längere Betriebszeiträume herzustellen. Eine solche Rollrakel ist in Fig. 2 skizziert, wobei zwischen den Rillen 20 sich Stege 21 befinden, die im Querschnitt parallel zur Mittelachse des Rollrakelstabes gesehen, eine zu dieser Mittelachse parallele Oberfläche aufweisen.
Für den Querschnitt dieser Rillen kann etwa der Wert je Meter Arbeitsbreite des Rollrakelstabes von maximal 34 mm2 als obere Grenze angesehen werden.
Bei Papieren minderwertigerer Qualität, also mit einem Flächen­ gewicht von weniger als 80 g/m2 beträgt der Querschnitt der Rillen eines mit Drahtumwicklung versehenen Rollrakelstabes maximal etwa 0,006 mm2, um eine Auftragsschicht von 3 g/m2 mit­ tels der ersten Beschichtungseinrichtung aufzutragen. Der Ge­ samtauftrag beträgt dann etwa 10 g/m2.
Die Gesamtquerschnittsfläche für Rollrakel nach Fig. 2 beträgt dann je Meter Arbeitsbreite maximal 24 mm2.
Auf diese Weise wird mittels der ersten Beschichtungs­ einrichtung eine so dünne Schicht aufgetragen, daß mittels der Preßwalze 2 praktisch eine Imprägnierung dieser dünnen Auf­ tragsschicht des Papiers erfolgt. Dann kann ohne weiteres mit der zweiten Beschichtungseinrichtung, die an der zweiten Walze 3 angeordnet ist, der vollständige, endgültige Schichtauftrag erfolgen. Es hat sich gezeigt, daß auf diese Weise eine sehr hohe Strichqualität erreichbar ist.
Es hat sich somit gezeigt, daß die erfindungsgemäße Einrichtung sehr viel effektiver arbeitet, als die eingangs genannte gemäß US-PS 32 02 536. Der Gedanke bei jener Einrichtung war es, eine sehr hohe Konsistenz der ersten Beschichtung zu verwenden, da­ mit die Eindringtiefe des Lösungsmittels nicht so groß ist. Der Nachteil bei jener Einrichtung war aber, daß die erste Be­ schichtung doch relativ dick aufgetragen wurde, wobei es schwierig ist, diese erste Schicht mit einer Streichklinge ge­ nügend zu glätten. Erfindungsgemäß erfolgt auch das Auftragen beider Beschichtungen mittels eines Auftragswerkes, das eine unter Druck stehende Auftragskammer aufweist. Auch dies scheint für ein sehr gutes Streichergebnis beizutragen. Die Anordnung gemäß der CA-PS 882 640 scheint noch schlechter im Ergebnis zu sein als die Anordnung gemäß der genannten US-Patentschrift.
Bei der Anordnung gemäß Fig. 3 ist eine andere Auftragsein­ richtung der Bahnführungswalze 1 zugeordnet, an welcher ein zu­ sammen mit dem Tragbalken 9 den Sumpf aus Beschichtungsmasse bildender Halter 11 für die Rollrakel 10 vorgesehen ist. Da es sich um einen offenen Sumpf handelt, ist hier die nötige Pum­ penleistung geringer als im Fall von Fig. 1.

Claims (5)

1. Verfahren zur Beschichtung laufender Warenbahnen, insbeson­ dere aus Papier oder Karton, wobei unmittelbar nacheinander zwei Schichten aufeinander gelegt werden, während die erste Schicht noch feucht ist und sowohl für den ersten als auch den zweiten Beschichtungsvorgang mindestens eine die Waren­ bahn führende, rotierbare Walze vorgesehen ist und die zweite Beschichtungseinrichtung einen Glättschaber auf­ weist, dadurch gekennzeichnet, daß von der ersten Beschich­ tungseinrichtung zuerst die Beschichtungsmasse für die erste Schicht in dosierter Menge auf den Mantel der ersten Walze aufgetragen wird und dann die aufgetragene Menge durch eine einen Preßspalt mit der ersten Walze (1) bilden­ de Preßwalze (2) zur Erzielung einer Imprägnierung der Pa­ pier- oder Kartonbahn in dieselbe eingepreßt wird, wobei das Flächengewicht dieser ersten Schicht maximal 7 g/m2 be­ trägt, und wobei die aufgetragene Menge derart bemessen wird, daß sie maximal der Aufsaugkapazität des Papieres entspricht.
2. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die erste Beschichtungseinrichtung einen Preßspalt aufweist, gebildet aus der ersten (1) und einer weiteren Walze (2), daß der ersten Walze (1) ein Auftrags­ werk (4) zugeordnet ist, vorzugsweise ein Düsenauftrags­ werk, mit einer Rollrakel (8), die mit Umfangsrillen ver­ sehen und am ablaufenden Ende des Düsenauftragswerks (4) als Dosierelement angeordnet ist, und daß die Umfangsrillen in einem Axialschnitt durch die Rakel (8) gesehen einen Querschnitt pro Rille von höchstens 0,012 mm2 aufweisen, wobei die die Streichmasse enthaltende Kammer des Auftrags­ werks an der Walze (1) durch die Rollrakel (8) bzw. deren Halter (11) begrenzt ist.
3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Umfangsrillen je einen Querschnitt von höchstens 0,012 mm2 bei Papieren mit einem Flächengewicht von mehr als 80 g/m2 und höchstens von 0,006 mm2 bei Papieren mit einem Flächengewicht von höchstens 80 g/m2 haben.
4. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die erste Beschichtungseinrichtung einen Preßspalt aufweist, gebildet aus der ersten (1) und einer weiteren Walze (2), daß der ersten Walze (1) ein Düsenauf­ tragswerk (4) zugeordnet ist, mit einer Rollrakel (8), die mit Umfangsrillen versehen und am ablaufenden Ende des Dü­ senauftragswerks (4) als Dosierelement angeordnet ist, und daß die Umfangsrillen in einem Axialschnitt durch die Rakel (8) gesehen einen Querschnitt insgesamt pro Meter Arbeits­ breite der Rollrakel (8) von höchstens 34 mm2 aufweisen.
5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Rollrakel mit Umfangsrillen (20) ver­ sehen ist, die durch Stege (21) mit im wesentlichen in Mit­ telachsrichtung des Rollrakelstabes (8) gesehen zu dieser paralleler Oberfläche voneinander getrennt sind, wobei die Breite der Stege in dieser Mittelachsrichtung gesehen höch­ stens gleich der maximalen Breite des Querschnitts der Um­ fangsrillen (20) beträgt.
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