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Die Erfindung bezieht sich auf ein
Verfahren und eine Vorrichtung zum Behandeln von Blättern, insbesondere
der Oberfläche
eines Blattes durch Pressen desselben zwischen zwei sich drehenden Zylindern.
Insbesondere bezieht sich die vorliegende Beschreibung auf eine
Blattkalandriervorrichtung mit einem Förderer zum Fördern eines
beschichteten Blattes durch einen Mechanismus, der Wärme und Druck
und sodann Abkühlung
sowie die Ausgabe des fertigen Blattes anwendet.
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In der Drucktechnik muss eine Anzahl
von Substraten mit glänzenden
Oberflächenschichten beschichtet
werden. Diese Substrate sind normalerweise Blätter aus Papier oder Pappe,
jedoch umfasst der Ausdruck „Blatt" auch irgendwelche
anderen Substrate mit ebener Oberfläche oder beispielsweise Gewebe-,
Schachtel-, Behältnis-,
Zeitungseinlagen- und Bindethermoplastik-Substrate.
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Es gibt grundsätzlich zwei umfassende Klassen
von Beschichtungen, die bei vielen bekannten Druckverfahren verwendet
werden. Die erste Klasse von Beschichtungen kann als Acrylpolymere
bezeichnet werden. Acrylpolymer-Beschichtungen sind normalerweise
lösbar
in Wasser oder in einem Lösungsmittel
und werden in einer Lösung
suspendiert oder aufgelöst,
bevor sie auf ein Substrat aufgebracht werden. Wenn sie einmal auf
dem Substrat aufgebracht sind, können
Acrylpolymer-Beschichtungen
durch Anwendung von Wärme
ausgehärtet
werden, um die Wasser- oder Lösungsmittelbasis
zu verdampfen. Die zweite bei vielen bekannten Druckverfahren verwendete
Klasse von Beschichtungen kann als Ultraviolettpolymere bezeichnet
werden. Diese Beschichtungen werden unter Verwendung von Ultraviolettlicht
ausgehärtet,
um monomere Moleküle
in der Beschichtung zu binden oder zu polymerisieren.
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Ultraviolett-Beschichtungen werden
in vielen bekannten Beschichtungsverfahren wegen ihrer überlegenen ästhetischen
Eigenschaften allgemein bevorzugt. Ultraviolett-Beschichtungen neigen
zur Erzeugung von glänzenderen
Oberflächen
als Acrylbeschichtungen wegen ihrer Fließeigenschaften und der größeren Menge
von Feststoffen, die nach dem Aushärten auf dem Substrat verbleibt.
Um vergleichbar glänzende
Oberflächen
mit Acrylbeschichtungen zu erzielen, muss mehr Beschichtungsmaterial
auf das Substrat aufgebracht werden, was dann die Glätte der
Acryloberfläche
vermindert.
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Obwohl Ultraviolettpolymer-Oberflächenbehandlungen
bei bekannten Beschichtungsverfahren aus ästhetischen Gründen bevorzugt
werden können,
haben diese Ultraviolett-Beschichtungsverfahren wesentliche Nachteile.
Beispielsweise hat sich gezeigt, dass das als Nebenprodukt beim
Aushärten mit
Ultraviolettstrahlung erzeugte Ozon für die Luftqualität bedrohlich
ist. Ferner sind Papierprodukte, die mit Ultraviolettpolymeren beschichtet
sind, oftmals schwierig beim Rezyklieren. Acrylbeschichtungen auf
Wasserbasis sind andererseits viel leichter zu rezyklieren und erfordern
keine Ultraviolettstrahlung für
das Aushärten.
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Infolgedessen besteht seit langem
ein fortgesetztes Bedürfnis,
die ästhetischen
Qualitäten
der Blätter,
die mit Acrylpolymeren und anderer Beschichtungen beschichtet werden,
zu verbessern, um die mit den Ultraviolettpolymer- Beschichtungsmaterialien
verbundenen Umweltprobleme zu vermeiden.
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Viele rezyklierbare Oberflächenbehandlungsschichten
einschließlich
Acrylpolymeren werden durch Wärme
und Druck aktiviert. Solche Beschichtungsmaterialien werden normalerweise
auf die Blätter
in flüssiger
Form aufgegeben und können dann
an Luft trocknen. Die beschichteten und getrockneten Blätter werden
sodann gegen eine erhitzte ebene Oberfläche über eine bestimmte Zeitspanne gepresst
und können
sich dann allmählich
abkühlen, bevor
sie von der Oberfläche
abgezogen werden. Um eine annehmbare Oberflächenschicht auf dem Blatt zu
erzeugen, muss die Textur, Temperatur und der Druck der Pressfläche zusammen
mit der Heizzeit und dem Heizdruck während des Oberflächenbehandlungsverfahrens
genau gesteuert werden. Es besteht auch das Erfordernis, das Verfahren
zu automatisieren und seine Ablaufgeschwindigkeit zu erhöhen, um
die Anzahl von Blättern
maximal zu machen, welche während
einer vorgegebenen Zeitspanne oberflächenbehandelt werden können, während noch
eine Oberflächenschicht
hoher Qualität
erzeugt wird.
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Bekannte Blattkalandriervorrichtungen,
z. B. US-A-2 982 245 oder US-A-2 270 038, verwenden ein fortlaufendes
Band mit Spiegeloberfläche,
das zwischen zwei Zylindern angeordnet ist. Blätter werden dem Band an einem
Ende des Verfahrens zugeführt
und sodann mit Dampf erhitzt und zwischen dem Band und einem dritten
Zylinder zusammengepresst. Die mit Dampf erhitzten Blätter werden
sodann mit einem flüssigen
Kühlmittel
vor ihrer Ausgabe am anderen Ende des Verfahrens abgekühlt. Ein Nachteil
der Anwendung solcher Anordnungen mit fortlaufendem Band zum Blattkalandrieren
besteht darin, dass das ganze Band ersetzt werden muss, wenn gerade
erst ein kleiner Teil des Bandes beschädigt ist. Es ist auch schwie rig,
eine ausreichende Spannung im Band aufrecht zu erhalten, insbesondere
bei langen Bändern,
um einen richtigen Bandanzug zu gewährleisten und Schwingungen
bei hohen Geschwindigkeiten minimal zu machen. Ferner sind Dampfheizsysteme
kompliziert zu bauen sowie schwierig zu betätigen und zu warten. Schließlich ist es
schwierig, Blätter
auf dem Band am Zuführende der
Vorrichtung zu positionieren und das gekühlte Blatt vom Band am Ausgabeende
der Vorrichtung abzunehmen. Obwohl die Wirkungen vieler dieser Probleme
auch die Qualität
der Oberflächenbehandlung durch
Verwendung von Ultraviolett-Polymerbeschichtungen minimal gemacht
werden können,
werden Acrylbeschichtungen oftmals aus Umweltgründen bevorzugt. Dementsprechend
ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine schnelllaufende
Blattkalandriervorrichtung zu schaffen, welche diese und andere
Nachteile der bekannten Blattkalandriertechnik überwindet.
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Förderbänder, die
aus einzelnen abnehmbaren Platten bestehen, sind aus GB-A-2 245
875 oder US-A-4 170 281 bekannt.
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Die vorliegende Erfindung schafft
ein Verfahren zum Behandeln einzelner Blätter unter Verwendung einer
Anzahl von flexiblen Platten, die Ende an Ende angeordnet sind,
wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Ausrichten jedes
Blattes zur Gänze
auf einer Oberfläche
einer einzigen der flexiblen Platten; Erhitzen des Blattes auf der
flexiblen Platte; Pressen einer Oberfläche des Blattes gegen eine
Oberfläche
der flexiblen Platte; und Abnehmen jedes Blattes von seiner jeweiligen
Platte, wobei Blätter
nacheinander auf die Platten in Folge zugeführt werden, und jede Platte
zum Auswechseln einzeln herausnehmbar ist.
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Ferner schafft die Erfindung eine
Vorrichtung zum Behandeln. einzelner Blätter, welche aufweist: ein
endloses Band von flexiblen Platten, die Ende an Ende angeordnet
sind; eine Einrichtung zum Ausrichten jedes Blattes zur Gänze auf
einer Oberfläche
einer einzigen der flexiblen Platten; eine Heizeinrichtung zum Pressen
einer Oberfläche
des Blattes gegen eine Oberfläche
einer flexiblen Platte; eine Einrichtung zum Abkühlen jeder Platte, nachdem
sie die erhitzte Presseinrichtung verlässt; und eine Einrichtung zum
Abnehmen jedes Blattes von seiner entsprechenden Platte.
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Die Erfindung bezieht sich insbesondere
auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Blattkalandrieren. Eine
Ausführungsform
der Vorrichtung umfasst einen Kalandrierzylinder, einen Druckzylinder, einen
Ausgabezylinder und einen Förderer
zum Transportieren von Blättern
vom Kalandrierzylinder zum Ausgabezylinder. Der Förderer kann
ein Paar von flexiblen langgestreckten Organen enthalten, wie Antriebsketten,
die in endlosen Schleifen rings um jede Seite des Kalandrier- und
Ausgabezylinders angeordnet sind. Eine Anzahl von flexiblen Kalandrierplatten
kann sodann Ende an Ende zwischen den Antriebsketten angeordnet
werden. Die Kalandrierplatten können
mit den Antriebsketten durch zwischen den Antriebsketten angeordnete
Stützorgane
verbunden sein. Jede der Kalandrierplatten kann an entsprechenden
Stützorganen
durch Stifte abnehmbar befestigt sein. Ein Spannmechanismus kann
an jedem Stützorgan
zum einzelnen Spannen der Kalandrierplatten zwischen den Stützorganen
vorgesehen sein.
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Eine Ausführungsform eines Verfahrens
zum Kalandrieren eines Blattes, das auf einer flexiblen Platte ausgerichtet
ist, wobei eine Reihe solcher Platten eine Oberfläche eines
endlosen Bandes bildet, das sich zwischen einem erhitzten Ka landrierzylinder und
einem Ausgabezylinder erstreckt, umfasst die folgenden Schritte:
Drehen der Zylinder zum Antrieb des Bandes, Ausrichten des ganzen
Blattes auf einer Oberfläche
der flexiblen Platte, Durchleiten der Platte und des ausgerichteten
Blattes durch eine Klemmstelle zwischen dem erhitzten Kalandrierzylinder
und einem Druckzylinder, Abkühlen
der Platte bei deren Bewegung zwischen dem erhitzten Kalandrierzylinder
und dem Ausgabezylinder sowie Abnehmen des Blattes von der Platte,
wenn sich die Platte um den Ausgabezylinder dreht. Der Schritt des
Ausrichtens kann bewirkt werden, indem eine Kante des Blattes an
wenigstens einem Anschlag angelegt wird, der durch die Platte vorsteht,
wenn sich die Platte rings um den Kalandrierzylinder dreht. Der
Abnahmeschritt kann durch einen Finger unterstützt werden, der durch das Loch
in der Platte vorsteht, wenn sich die Platte um den Zylinder dreht.
Die Platte kann durch Anwenden einer Feuchtigkeit auf die Platte
auf einer Seite der Platte gegenüber
der in Kontakt mit dem Blatt stehenden Oberfläche abgekühlt werden, und jede Platte
kann einzeln gespannt werden in einer Richtung parallel zur Bewegungsrichtung
der Platte auf dem endlosen Band. Das Spannen kann bewirkt werden,
indem die Kalandrierplatten um eine Welle gewickelt werden, welche
sich mit dem endlosen Band bewegt.
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Bei der Vorrichtung zur Behandlung
einzelner Blätter
kann jede Platte wenigstens ein Loch enthalten, durch welches wenigstens
ein erstes Organ vorsteht, um einen Anschlag zur Ausrichtung einer Kante
des Blattes auf der Platte zu bilden, und durch welches wenigstens
ein zweites Organ intermittierend vorsteht, um eine Kante jedes
Blattes von seiner Platte abzuheben und das Abnehmen des Blattes von
der Platte zu erleichtern. Jede Platte kann an benachbarten Platten
durch ein Stützorgan
gehalten werden, das sich derart quer zum Band er streckt, dass jede
Platte einzeln abnehmbar und auswechselbar ist. Das Stützorgan
kann einen Mechanismus zum Spannen wenigstens einer der Platten
enthalten.
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Die Erfindung wird nun mit Bezugnahme
auf die Figuren näher
erläutert,
worin gleiche Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind.
Es zeigt:
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1 eine
Seitenansicht einer Ausführungsform
einer schnelllaufenden Kalandriervorrichtung gemäß der Erfindung;
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2 eine
vergrößerte Ansicht
des Blattzuführendes
einer gegenwärtig
bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung;
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3 eine
vergrößerte Seitenansicht
eines Teils der in 1 gezeigten
Vorrichtung, welche ein Blatt zeigt, das zwischen dem Kalandrierzylinder
und dem Presszylinder an einem Ende der Vorrichtung aufgenommen
ist;
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4 eine
Unteransicht des in 3 gezeigten
Teils der Vorrichtung;
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5 eine
vergrößerte Seitenansicht
eines Teils der in 1 gezeigten
Vorrichtung, welche ein Blatt zeigt, das unter dem Ausgabezylinder
ausgeworfen wird;
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6 eine
Unteransicht des in 5 gezeigten
Teils der Vorrichtung;
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7 einen
Teilschnitt längs
der Linie 7-7 in 1;
und
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8 eine
isometrische Schrägansicht
einer Art des abnehmbaren Befestigens einer Kalandrierplatte an
einer Kalandrierplatten-Stützwelle.
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Wie in 1 gezeigt,
sind ein Kalandrierzylinder 2 und ein Ausgabezylinder 4 am
Rahmen 6 angebracht, um einen Förderer zum Transportieren von Blättern zwischen
dem Kalandrierzylinder 2 und dem Ausgabezylinder 4 zu
bilden. Der Förderer
enthält zwei
flexible langgestreckte Organe, die parallele Endlosschleifen rings
um den Kalandrierzylinder 2 und den Ausgabezylinder 4 bilden.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform
greifen diese zwei flexiblen langgestreckten Organe positiv an jedem
Zylinder an, damit sich der Förderer
mit hoher Geschwindigkeit bewegen kann. Beispielsweise stehen Antriebsketten 8 mit
Kettenrädern
auf jeder Seite des Kalandrierzylinders 2 und des Ausgabezylinders 4 in
Eingriff, um eine schnelle Drehung des Förderers zu ermöglichen.
Natürlich
sind auch andere Arten von flexiblen, im Wesentlichen undehnbaren
langgestreckten Organen und positive Eingriffsanordnungen anwendbar.
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Mehrere Stützorgane 10 sind zwischen
den Antriebsketten 8 angebracht. Eine Kalandrierplatte 12 wird
sodann jeweils zwischen den Stützorganen 10 angebracht,
um ein endloses Band zu bilden. Der Kalandrierzylinder 2 und
der Ausgabezylinder 4 weisen beide eingezogene Teile 14 und 16 auf,
die sich über
die Länge
jedes Zylinders zur Aufnahme der Stützorgane 10 erstrecken,
wenn sich der Förderer um
die Zylinder dreht. Wie weiter unten ausführlicher beschrieben, kann
jeder eingezogene Teil 14 am Kalandrierzylinder 2 eine
Anzahl von Anschlägen 18 zum
Ausrichten der Blätter
auf den Kalandrierplatten 12 enthalten. In gleicher Weise
kann jeder eingezogene Teil 16 am Ausgabezylinder 4 eine
Anzahl von Fingern 20 zum Abnehmen der Blätter vor
den Kalandrierplatten 12 am anderen Ende des Förderers
enthalten.
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Bei normalem Betrieb enthält der Blattzuführer 22 einen
Stapel von vorbereiteten Blättern,
die nacheinander auf die Kalandrierplatten 12 zwischen dem
Kalandrierzylinder 2 und dem Presszylinder 24 aufgegeben
werden. Der Ausdruck „Blatt", wie es hier verwendet
wird, bezieht sich auf alle dünnen Substrate
mit ebener Oberfläche
einschließlich
Papier, Pappe, Gewebe, Faltschachteln oder andere, wie bindethermoplastische
Substrate. Die Blätter sind
vorzugsweise durch Beschichtung mit einem Acrylpolymer auf Wasserbasis
und sodann vollständiges
Trocknen der Beschichtung in einem bekannten Trockenverfahren vorbereitet,
bevor die Blätter
in den Blattzuführer 22 gegeben
werden. Es können
jedoch auch andere Beschichtungsmaterialien verwendet werden. Wie
weiter unten ausführlicher
erläutert, wird
jedes Blatt auf dem Förderer
ausgerichtet, indem die Vorderkante des Blattes an wenigstens einem
Anschlag 18 angelegt wird, der durch die Kalandrierplatte 12 in
der Klemmstelle zwischen dem Kalandrierzylinder 2 und dem
Presszylinder 24 vorsteht. Jedes der Blätter wird sodann zwischen dem
Presszylinder 24 und den Kalandrierplatten 12 zusammengepresst,
wenn sich der Förderer
im Uhrzeigersinn um den Kalandrierzylinder 2 dreht, wie
in 1 gezeigt.
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Der Kalandrierzylinder 2 wird
vorzugsweise auf eine Temperatur erhitzt, bei der ausreichend Wärme durch
die Kalandrierplatten 12 auf die Blätter übertragen wird, um die Beschichtung
auf den Blättern
zu schmelzen und die Blätter
zu veranlassen, auf den Kalandrierplatten 12 anzukleben.
Die auf die Blätter übertragene
Wärmemenge
hängt ab
von der Zeitspanne, die jedes Blatt unter der Pressung gegen den
erhitzten Kalandrierzylinder 2 verbringt, sowie vor der
Temperatur des erhitzten Kalandrierzylinders. Um größere Förderergeschwindigkeiten
zuzulassen, kann der Kalandrierzylinder 2 auf eine höhere Temperatur
erhitzt werden, um die gleiche Wärmemenge auf
die Blätter
zu übertragen,
wie sie bei niedrigeren Förderergeschwindigkeiten übertragen
würde.
Es wird jedoch bevorzugt, den erhitzten Kalandrierzylinder 2 bei
der niedrigst möglichen
Temperatur zu betreiben, um Wärmeverluste
an die Umgebung minimal zu machen und eine Beschädigung der Blätter zu verhindern.
Um daher den erhitzten Kalandrierzylinder bei hoher Drehzahl und
niedrigen Temperaturen zu betreiben, wird bevorzugt, die Zeitspanne
maximal zu machen, die jedes Blatt in der Pressung gegen den erhitzten
Kalandrierzylinder 2 verbringt.
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Eine bevorzugte Ausführungsform
der Erfindung enthält
daher einen Verweilzylinder 26, der am Zuführende des
Förderers
angeordnet ist. Wie in 2 gezeigt,
drückt
der Verweilzylinder 26 das Blatt A gegen den erhitzten
Kalandrierzylinder 2 bewegungsaufwärts von der Klemmstelle zwischen
dem Kalandrierzylinder und dem Presszylinder 24. Das Blatt
A verbringt (d. h. verweilt) daher längere Zeit am erhitzten Kalandrierzylinder 2.
Daher kann der Förderer
mit höheren
Geschwindigkeiten für
eine bestimmte Temperatur des erhitzten Kalandrierzylinders 2 laufen.
Natürlich
können
der Presszylinder 24 und/oder der Verweilzylinder 26 ebenfalls
erhitzt werden. Das Anwenden von Wärme auf die unbeschichtete
Seite des Blattes kann jedoch bewirken, dass das Blatt gelb und
brüchig
wird. Bei einer bevorzugten Ausführungsform
wird die Geschwindigkeit des Förderers
zwischen 152 und 183 m (500 und 600 Fuß) in der Minute gehalten,
während
die Temperatur des Kalandrierzylinders im Bereich von 82°C (180°F) bis 104°C (220°F), vorzugsweise
jedoch bei 93°C (200°F) für übliche Materialarten
gehalten wird. Höhere
Temperaturen können
bewir ken, dass die Beschichtung gelb und brüchig wird, während niedrigere
Temperaturen nicht genug Wärme
aufbringen können,
um die Beschichtung auf den Blättern
zu schmelzen.
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Der Kalandrierzylinder 2 kann
durch irgendein bekanntes Mittel, wie elektrische Widerstands- oder
Dampfheizung erhitzt werden. Der Kalandrierzylinder 2 wird
jedoch vorzugsweise unter Anwendung von Magnetflußinduktion
infolge von dessen Umweltsicherheit beheizt. Es hat sich als wichtig
erwiesen, eine gleichmäßige Temperaturverteilung über die
Oberfläche
des erhitzten Kalandrierzylinders 2 aufrecht zu erhalten.
Daher kann der erhitzte Kalandrierzylinder 2 mehrere Löcher 28 enthalten,
die nahe dem Außenumfang
des Kalandrierzylinders 2 angeordnet sind. Die Löcher 28 erstrecken sich
vorzugsweise von einem Ende des Kalandrierzylinders 2 zum
anderen Ende und sind teilweise mit einem Wärmeübertragungsmedium gefüllt. In
der Praxis kann der erhitzte Kalandrierzylinder 2 mehrere Löcher enthalten,
die in gleichmäßigen Abständen rings
um den Außenumfang
des Kalandrierzylinders 2 angeordnet sind. Die Löcher 28 werden
vorzugsweise an jedem Ende verschlossen, wenn sie teilweise oder
vollständig
mit dem Wärmeübertragungsmedium
gefüllt
sind. Das Wärmeübertragungsmedium wird
vorzugsweise so gewählt,
dass seine Siedetemperatur bei oder nahe der Temperatur des erhitzten Kalandrierzylinders 2 liegt.
Geeignete Induktionszylinder und Wärmeübertragungsmedien können von der
Tokuden Company of Japan erhalten werden.
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Jedes der Blätter wird zwischen dem Presszylinder 24 und
einer Kalandrierplatte 12 zusammengepresst, wenn die Kalandrierplatten
sich um den unteren Teil des Kalandrierzylinders 2 bewegen.
Vorzugsweise sollten die Kalandrierplatten 12 daher flexibel
und wärmeleitend
sein. Die Platten sollten auch eine Oberflächenschicht aufweisen, die
sich während der Verwendung
nicht verschlechtert. Es hat sich den Erfindern gezeigt, dass, obwohl
dünnere
Kalandrierplatten mehr Wärme
schnell vom erhitzten Kalandrierzylinder 2 leiten, dünne Kalandrierplatten
während
der Verwendung auch leichter beschädigt werden. Dünne Kalandrierplatten
erfordern auch höhere Spannung,
um eine glatte Pressfläche
für die
Blätter zu
ergeben, während
sich bei der erhöhten
Spannung gezeigt hat, dass sie Belastungsermüdung und ein Ausfallen der
Kalandrierplatten 12 fördert.
Die Kalandrierplatten 12 werden daher vorzugsweise aus 0,061
cm (0,024 Zoll) dickem rostfreiem Stahl hergestellt und mit einer
Spannung von zwischen 68 und 159 kg (150 und 350 Pounds) versehen.
Eine geringere Spannung ermöglicht
den Kalandrierplatten 12 ein Flattern, während eine
größere Spannung
den rostfreien Stahl beschädigen
kann. Die Kalandrierplatten 12 können auch mit einer spiegelnden
Oberflächenschicht,
wie 2 RMS oder besser, zur Herstellung einer glatten Oberflächenschicht
oder texturierten Oberflächenschicht
zur Ausführung
von Mustern oder Zeichnungen in der Beschichtung auf den erhitzten
Blättern
versehen werden. Es kann jedoch auch eine große Vielzahl von Materialien,
Dicken, Oberflächenschichten
und Spannungen angewendet werden.
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Wenn die Oberfläche eines Blattes auf eine ausreichende
Temperatur zum Schmelzen der Schicht aufgeheizt wurde, klebt das
Blatt an der Außenfläche der
Kalandrierplatte 12. Natürlich können auch Einrichtungen zum
Greifen der Blätter
an den Kalandrierplatten 12 verwendet werden, wenn die Beschichtung
nicht ausreichend klebrig wird, um die Blätter an den Kalandrierplatten 12 zu
halten. Das Blatt wird sodann weiter bewegungsabwärts auf
dem Förderer
zur Sprühanlage 30 gefördert. Die
Sprühanlage 30 arbeitet
vorzugsweise mit Ultraschall, um einen feinen Kühlmittelnebel auf die freie
Seite der Kalandrierplatte 12 auf der dem Blatt entgegengesetzten Seite
zu sprühen.
Das Kühlmittel
ist vorzugsweise ein Wassernebel, jedoch kann auch jede andere Art
von verdampfendem Kühlmittel
verwendet werden. Der Nebel wird durch die Wärme von der Rückseite
der Kalandrierplatte 12 verdampft und der erhaltene Dampf
kann durch eine Reihe von Gebläsehauben 32 abgezogen
werden. Es kann auch ein Strom von flüssigem Kühlmittel, wie Wasser, statt
eines Nebels angewendet werden. Es hat sich jedoch gezeigt, dass
Nebelverdampfung eine größere Wärmeübertragungsfähigkeit
ergibt als einfache Flüssigkeitskonvektion.
Die Verwendung von Nebel verhindert auch, dass flüssiges Kühlmittel
auf die Blätter
auf der anderen Seite der Kalandrierplatten 12 sickert.
Der Nebel kann fortlaufend auf eine Seite der Kalandrierplatten 12 einwirken,
oder statt dessen kann der Nebel so gesteuert werden, dass intermittierend
jede Kalandrierplatte besprüht
wird, wenn sie sich in eine Lage unter der Nebeldüse bewegt.
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Wenn die Blätter auf dem Förderer weiter
bewegungsabwärts
bewegt werden, können
die Gebläsehauben 32 Luft über die
Kalandrierplatten 12 saugen, um die Platten weiter abzukühlen und
jeglichen verbleibenden verdampften Nebel abzuziehen. Bei einer
bevorzugten Ausführungsform
ist die letzte Gebläsehaube
auf der gleichen Seite der Kalandrierplatte 12 angeordnet
wie das Blatt, so dass Luft direkt über das Blatt statt auf der
Rückseite
der Kalandrierplatte 12 umgewälzt wird. Die Geschwindigkeit
der Luft, die durch jede der Hauben 32 gesaugt wird, kann
so gesteuert werden, dass eine geeignete Kühlgeschwindigkeit für die Blätter auf
den Kalandrierplatten 12 erzielt wird. Tatsächlich können die
Geschwindigkeit des Förderers,
die Temperatur des Kalandrierzylinders, die Menge des aufgegebenen Kühlmittels
und die Luftgeschwindigkeit der Gebläse zusammen so gesteuert werden,
dass sich eine geeignete Abkühlgeschwindigkeit
für die
Blätter
ergibt.
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Die Blätter werden sodann aus dem
Förderer am
Ausgabezylinder 4 mit Hilfe von Fingern 20 und des
Luftrechens 34 abgenommen, bevor sie in einen anderen Stapel
im Blattaufnehmer 36 gegeben werden.
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Die 3 und 4 zeigen den Förderer,
der sich von rechts nach links bewegt, ein bewegungsabwärtiges Blatt
B trägt
und einen bewegungsaufwärtiges
Blatt A aufnimmt. Das bewegungsaufwärtige Blatt R wird gegen die
Spitze des Anschlags 18 geleitet, welche durch die Kalandrierplatte 12 vorsteht, wenn
die Kalandrierplatte zur Unterseite des Kalandrierzylinders 2 gedreht
wird. Mehrere Anschläge 18 können mit
einer zweckmäßigen Einrichtung,
wie Bolzen 38, innerhalb jedes der eingezogenen Teile 14,
die sich entlang der Länge
des Kalandrierzylinders 2 erstrecken, befestigt werden.
Die Anschläge 18 bilden
einen positiven Vorderanschlag für
das Blatt A, wenn es vom Zuführer 22 eingegeben
wird. Natürlich
könnte
der Anschlag 18 auch drehbar angeordnet sein oder in seine
Lage beispielsweise durch Schwerkraft fallen. Jeder Anschlag 18 kann
einen eingekerbten Teil zur Aufnahme der Vorderkante von bewegungsaufwärtigen Blättern A
enthalten. Wie in 4 gezeigt,
richtet der Anschlag 18 die bewegungsabwärtige Kante
des Blattes 2 aus, um etwa die halbe Länge des Lochs 40 in
der Kalandrierplatte 12 abzudecken.
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Die 3 und 4 stellen dar, wie jedes
Ende der Kalandrierplatten 12 zwischen Antriebsketten 8 durch
im gegenseitigen Abstand angeordnete Stützorgane gehalten wird, die
sich zwischen den Antriebsketten in Querrichtung erstrecken. Die Stützwelle 42 der
bewegungsaufwärtigen
Platte und die Stützwelle 44 der
bewegungsabwärtigen
Platte kann mit der Antriebskette 8 über einen Kalandrierplatten-Stützverbinder 46 verbunden
werden. Obwohl nur ein Verbinder 46 in 4 ge zeigt ist, kann die Vorrichtung auch
Verbinder 46 auf beiden Seiten der Stützorgane 10 aufweisen.
Die Kalandrierplatten-Stützverbinder 46 sind
vorzugsweise an der Antriebskette 8 durch eines ihrer Gelenke
mittels Bolzen 48 befestigt.
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Der Kalandrierplatten-Stützverbinder 46 hält einen
geeigneten Abstand zwischen der bewegungsaufwärtigen Welle 42 und
der bewegungsabwärtigen Welle 44 aufrecht.
Der Kalandrierplatten-Sützverbinder 46 kann
so bemessen sein, dass er in den eingezogenen Teil 14 und 16 passt,
so dass die Oberfläche der
Kalandrierplatte 12 eng an der Außenumfangsfläche des
Kalandrierzylinders 2 anliegt. Wie jedoch in den Figuren
dargestellt, kann die Breite des Kalandrierzylinders 2 so
gewählt
werden, dass nur die Plattenstützwelle 42,44 und
ein (nicht gezeigter) Stützhalter
in der Plattenmitte tatsächlich
in die eingezogenen Teile 14,16 passt. Der Presszylinder 44 kann ebenfalls
eingezogene Teile zur Aufnahme der Stützorgane enthalten und ermöglichen,
dass die Anschläge 18 und
Finger 20 durch die Kalandrierplatten 12 vorstehen.
Der Steigungsdurchmesser der Antriebskettenräder 50 ist vorzugsweise
der gleiche wie der Durchmesser der Zylinder 2,4 plus
der Dicke der Kalandrierplatte 12, so dass die Geschwindigkeit
der Blattkontaktfläche
konstant bleibt, wenn die Kalandrierplatten um die Zylinder 2,4 gewickelt
werden.
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Das bewegungsabwärtige Ende jeder Kalandrierplatte 12 kann
an der Stützwelle 44 der
bewegungsabwärtigen
Platte befestigt werden. Zusätzlich enthält das bewegungsabwärtige Ende
jeder Kalandrierplatte 12 eines oder mehrere Löcher 40,
durch die Anschläge 18 und
Finger 20 vorstehen, wenn die Kalandrierplatten 12 sich
um die Zylinder 2 und 4 drehen. Bei einer bevorzugten
Ausführungsform
enthält jede
Kalandrierplatte 12 mehrere schlitzförmige Löcher 40 im Abstand über die
Kalandrierplatten quer zur Breite der Kalandrierplatten verteilt
an ihrem bewegungsabwärtigen
Ende zur Aufnahme eines Anschlags 18 oder Fingers 20 durch
jedes Loch. Das bewegungsaufwärtige
Ende jeder Kalandrierplatte 12 kann sodann an einer Stützwelle 42 der
bewegungsaufwärtigen
Platte durch irgendeine bekannte Einrichtung, wie Bolzen oder Klammern,
befestigt werden.
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8 zeigt
ein bevorzugtes Verfahren zur abnehmbaren Befestigung der Kalandrierplatten 12 an
den Plattenstützwellen 42, 44.
Obwohl nur eine Stützwelle
in 8 dargestellt ist,
kann sich in der Praxis eine Reihe von Zapfen 51 radial
vom Umfang jeder Stützwelle 42,44 erstrecken.
Die Kalandrierplatte 12 enthält entsprechende Löcher zur
Aufnahme der Zapfen 51. Wenn die Zapfen 51 in
den Löchern
aufgenommen sind, kann die Kalandrierplatte 12 über annähernd 270° um jede
Plattenstützwelle 42,44 gewickelt
werden, um ein Durchhängen
der Kalandrierplatte 12 vor dem Spannen der Platten aufzunehmen.
Diese Anordnung ermöglicht
ein schnelles und einfaches Auswechseln der Kalandrierplatten 12 ohne
besondere Werkzeuge oder Geschicklichkeit.
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Wie aus den 3 und 4 zu
sehen, kann sich die bewegungsaufwärtige Plattenstützwelle 42 drehen,
um zum Aufnehmen eines Durchhängens beizutragen
und eine konstante Spannung in der Kalandrierplatte 12 aufrecht
zu erhalten. Beispielsweise kann die Drehung dazu verwendet werden,
Wärmeausdehnung
und -kontraktion während
einer vollständigen
Umdrehung des Förderers
zu kompensieren. Die Drehung der Stützwelle 42 der bewegungsaufwärtigen Platte
ermöglicht
auch eine Veränderung der
Länge der
Schritt- oder Steigungslinie der Kette, wenn die Kette von einer
geraden Horizontalen zwischen den Zylindern 2,4 in
einen Bogen auf den Antriebskettenrädern 50 übergeht.
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Eine Torsionsfeder 52 oder ähnliche
Spannvorrichtung kann an jeder Stützwelle 42 der bewegungsaufwärtigen Platte
angebracht werden, um ein Drehmoment auf die Welle 42 auszuüben und
zur Aufrechterhaltung der Spannung in der Kalandrierplatte 12 beizutragen.
Zu diesem Zweck können
der Kalandrierplattenstützverbinder 46 und
die Stützwelle 42 für die bewegungsaufwärtige Platte
mit Federsperren 54 versehen sein. Die Torsionsfeder 52 drückt die
Stützwelle 42 für die bewegungsaufwärtige Platte
so, dass sie sich im Gegenzeigersinn in 3 dreht, um das bewegungsaufwärtige Ende
der Kalandrierplatte 12 um die Stützwelle 42 für die bewegungsaufwärtige Platte
zu wickeln. Natürlich
kann auch die Stützwelle 44 für die bewegungsabwärtige Platte
so ausgebildet und angeordnet werden, dass sich eine geeignete Spannung
in jeder Kalandrierplatte 12 ergibt. Die bevorzugte Spannung
für jede Kalandrierplatte
liegt zwischen 68 und 159 kg (150 und 350 Pounds).
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Die 5 und 6 zeigen vergrößerte Darstellungen
des Ausgabeendes der Vorrichtung, wo das bewegungsabwärtige Blatt
B, das sich von rechts nach links bewegt, von den Kalandrierplatten 12 abgenommen
wird. Wie oben bemerkt, enthält
der Ausgabezylinder 4 mehrere eingezogene Teile 16,
die entlang des Umfangs des Zylinders angeordnet sind. Die eingezogenen
Teile 16 beherbergen Finger 20, welche so ausgebildet
und angeordnet sind, dass sie sich innerhalb des eingezogenen Teils 16 drehen.
Jeder Finger 20 kann eine abgerundete Spitze zum Anliegen
an einer Seite der Vorderkante des Blattes B aufweisen, um die Vorderkante
des bewegungsabwärtigen
Blattes B von der Oberfläche
der Kalandrierplatte 12 wegzuhalten, wie in
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5 gezeigt.
Wenn sich der Ausgabezylinder 4 weiterdreht, wird das Blatt 2 von
der Kalandrierplatte 12 getrennt und zum Blattaufnehmer 36 gefördert. Der
Luftrechen 34 kann ferner die Abtrennung des Blattes B
von der Kalandrierplatte 12 unterstützen, indem er einen Luftstrom
zwischen das Blatt und die Kalandrierplatte leitet. Der Luftrechen 34 kann Klemmrollen 56 zum
Führen
und Drücken
des Blattes B zum Blattaufnehmer 36 aufweisen. Nachdem
die Finger 20 die Ablösung
einleiten, setzt ein Luftstrom aus dem Luftrechen 34 die
Abtrennung fort, so dass körperlich
verhindert wird, dass das Blatt auf der Kalandrierplatte 12 verbleibt.
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7 zeigt
eine Stützstruktur
für den
Kalandrierzylinder 2 und den Presszylinder 24.
Wie oben bemerkt, werden Wärme
und Druck auf die Blätter ausgeübt, während sie
in die Klemmstelle zwischen dem Kalandrierzylinder 2 und
dem Presszylinder 24 gedrückt werden. Dieser Druck liegt
allgemein zwischen 14,3 und 21,5 kg je linearem cm (80 und 120 Pounds
per linear inch). Ein größerer Druck
kann die Blätter 2 beschädigen, während weniger
Druck nicht genug Kraft ausüben
könnte,
um die gewünschte Oberfläche zu erhalten.
Der tatsächlich
erforderliche Druck hängt
von der Temperatur, der Förderergeschwindigkeit,
dem Beschichtungsmaterial und dem verwendeten Substrat ab.
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Um zur Steuerung des Klemmdruckes
beizutragen, können
Stützen 58 auf
einer oder beiden Seiten des Kalandrierzylinders 2 und
des Presszylinders 24 vorgesehen werden. Die Stützen 58 sind
normalerweise aus gehärtetem
Stahl in Form von Rädern geformt,
die an der Außenfläche etwa
5,1 cm (2 Zoll) breit sind. Eine Flächenbelastung kann zwischen dem
Kalandrierzylinder 2 und dem Presszylinder 24 durch
einen (nicht gezeigten) Druckluftzylinder angewendet werden. Wenn die
benachbarten Flächen
von zwei Zylindern 2,24 belastet sind, berühren die
zwei Stützen 58 sich
an der Kontaktfläche 60,
um einen Teil des Gewichts des Kalandrierzylinders 2 und
des Presszylinders 24 abzustützen. Die Flächenbelastung
des Kalandrier- und Presszylinders 2,24 wird vorzugsweise
weggenommen, wenn jeder eingezogene Teil 14, 16 sich
um die Klemmstelle dreht, um ein anderes Blatt aufzunehmen. Die
Stützen
können jedoch
in Kontakt verbleiben, wenn die Flächenbelastung weggenommen wird,
um weiterhin einen Teil der Belastung zwischen den Zylindern 2,24 abzustützen und
so dazu beizutragen, schwingende Stoßbelastungen zu reduzieren,
wenn sich der Förderer dreht.
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Der Klemmdruck zwischen dem Kalandrierzylinder 2 und
dem Presszylinder 24 kann genau eingestellt werden, indem
die Dicke einiger Umfangsfüllungen
an jedem Zylinder verändert
wird. Bei einer bevorzugten Ausführungsform
ist der Presszylinder 24 mit einem temperaturbeständigen Drucktuch
aus synthetischem Gummi oder Kunststoff zum Steuern des Druckes
zwischen dem Presszylinder 24 und den Kalandrierzylindern 2 und
auch zum Absorbieren eines Teils des Aufpralls überzogen, wenn die Blätter zwischen
die Zylinder eingeführt
werden. Der Klemmdruck zwischen dem Kalandrierzylinder 2 und dem
Presszylinder 24 kann eingestellt werden, indem ein Material,
wie 0,076 bis 0,178 mm (0,003 bis 0,007 Zoll) dicke Mylarfolie,
zwischen dem Drucktuch und der Oberfläche des Presszylinders 24 eingestellt wird.
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Bei normalem Betrieb der in 1 dargestellten Vorrichtung
werden entweder der Kalandrierzylinder 2 oder der Ausgabezylinder 4 (oder
beide) durch eine externe Kraftquelle, wie einen (nicht gezeigten)
Elektromotor gedreht. Ein Blatt, das zwischen dem Verweilzylinder 26 und
dem Kalandrierzylinder 2 vom Blattzuführer 22 her aufgenommen
wurde, wird auf der Oberfläche
der Kalandrierplatten 12 an den Anschlägen 1R durch den Blattzuführer 22 ausgerichtet.
Das Blatt auf der Kalandrierplatte 12 wird sodann durch
die Klemmstelle zwischen dem erhitzten Kalandrierzylinder 2 und
dem Presszylinder 24 geführt, wo die Beschichtung auf
dem Blatt erhitzt und ausreichend klebrig wird, um das Blatt an
der Oberfläche
der Kalandrierplatte 12 anzukleben. Das Blatt kann an der
Kalandrierplatte 12 auch unter Verwendung von üblichen
Greifstäben
gehalten werden. Die Kalandrierplatte wird sodann durch Nebel aus
der Sprühanlage 30 und
Luft aus den Gebläsehauben 32 gekühlt, wenn
sie sich weiter entlang des Förderers zwischen
dem erhitzten Kalandrierzylinder 2 und dem Ausgabezylinder 4 bewegt.
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Zuletzt wird das Blatt von der Kalandrierplatte 12 abgenommen,
wenn sich die Platte um den Ausgabezylinder 4 dreht. Das
Abnehmen des behandelten Blattes kann durch Finger 20 unterstützt werden,
welche durch Löcher 40 in
der Kalandrierplatte 12 vorstehen, wenn sich die Kalandrierplatte
um den Ausgabezylinder 4 dreht. Alternativ könnte das
Abnehmen der behandelten Blätter
auch unter Verwendung üblicher
Greifstäbe
durchgeführt
werden. Das Abnehmen kann auch durch den Luftrechen 34 unterstützt werden,
der nahe dem Ausgabezylinder 4 angeordnet ist.
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In den vorangehenden Beschreibung
wurden die Grundlagen, bevorzugten Ausführungsformen und Betriebsarten
der Erfindung beschrieben. Die Erfindung soll jedoch nicht auf die
speziellen Ausführungsbeispiele
beschränkt
werden, die oben beschrieben sind. Die hier beschriebenen Ausführungsformen
sollen lediglich erläuternd
statt einschränkend
aufgefasst werden.
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Veränderungen und Wechsel können durchgeführt werden,
ohne vom Schutzumfang der Erfindung abzuweichen, der durch die nachfolgenden
Ansprüche
festgelegt ist.