DE69416532T2

DE69416532T2 - Maschine zur beschichtung mit einer klinge

Info

Publication number: DE69416532T2
Application number: DE69416532T
Authority: DE
Inventors: Tore S-671 95 Klaessbol Eriksson; Hakan S-661 00 Saeffle Karlsson
Original assignee: BTG Eclepens SA; BTG Kalle Inventing AB
Current assignee: BTG Eclepens SA
Priority date: 1993-12-22
Filing date: 1994-12-14
Publication date: 1999-06-10
Anticipated expiration: 2014-12-15
Also published as: FI962598A0; SE9304255D0; JPH09506823A; ATE176609T1; FI962598A; EP0735925B1; EP0735925A1; JP3433944B2; DE69416532D1; SE502162C2; FI110170B; US5782977A; SE9304255L; WO1995017264A1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung für das Beschichten einer laufenden Bahn, vorzugsweise einer Papierbahn. Die Erfindung umfaßt auch ein Verfahren für eine solche Beschichtung.
Mit Streichblattbeschichtung ist ein Beschichtungsverfahren gemeint, bei welchem eine Bahn, die mit einem Stützteil in Eingriff steht, z. B. einer Walze, in einem ersten Schritt mit einem Übermaß an Beschichtungsflüssigkeit versehen bzw. beaufschlagt wird. In der nächsten Stufe findet das Entfernen des Überschusses an Beschichtungsflüssigkeit und eine Vergleichmäßigung der Beschichtungslage statt, indem ein sogenanntes Streichblatt (Streichklinge) verwendet wird.
Bei dem Beschichten einer Papierbahn mit konventionellen Techniken findet die Beschichtung nicht vollständig bis zu den Seitenrändern der Bahn statt, sondern es werden Bereiche, die eine Breite von etwa 10 mm haben, entlang der beiden Bahnkanten unbeschichtet gelassen. Der Grund hierfür liegt darin, daß, falls die Beschichtung vollständig bis zu den Seitenkanten hin stattfindet, dann auch die Seitenfläche der Kante, die mehr oder weniger ungleichmäßig ist, beschichtet wird. In Anbetracht dieser ungleichmäßigen Seitenfläche wird Beschichtungsflüssigkeit im Vergleich zu der Menge auf der normalen Beschichtungsfläche des Papiers in einer größeren Menge aufgebracht. Die auf die Seitenfläche aufgebrachte Beschichtungsflüssigkeit wandert teilweise auch zu der anderen Seite der Bahn, und da dieses die Seite ist, die sich während des Transportes der Bahn durch die Beschichtungsmaschine in Kontakt mit Walzen befindet, so wird Beschichtungsflüssigkeit auch auf diesen Walzen abgeschieden, wodurch Probleme im Betrieb der Maschine erzeugt werden. Die Art und Weise der Vermeidung der Beschichtung der Bahn vollständig bis zu ihren Seitenkanten hin bildet demnach eine Lösung für dieses Problem.
Die oben beschriebenen, konventionellen Techniken sind jedoch mit einem wesentlichen Nachteil behaftet, der in der Tatsache liegt, daß das Streichblatt in den Kantenbereichen, in welchen keine Beschichtungsflüssigkeit aufgebracht wird, schneller verschleißt. Das Streichblatt muß daher ausgetauscht werden, bevor es in dem Bereich verschlissen ist, in welchem die Beschichtungsflüssigkeit aufgebracht wird. Häufige Erneuerungen des Streichblattes sind teuer, einerseits aufgrund der Kosten des Streichblattes selbst, andererseits aufgrund der Unterbrechung der Produktion, die durch den Austausch verursacht wird.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, nach einer Beseitigung des Kantenverschleißproblems bei jeglicher Streichblattbeschichtung zu suchen, bei welcher die Technik der unbeschichteten Kantenbereiche verwendet wird.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt darin, Techniken bereitzustellen, durch welche die äußere Erstreckungslinie für aufgebrachte Beschichtungsflüssigkeit im wesentlichen geradlinig wird.
Für diese und andere Aufgaben, die sich aus der folgenden Beschreibung klar ergeben, wird durch die vorliegende Erfindung eine Einrichtung für das Beschichten einer laufenden Bahn bereitgestellt, vorzugsweise einer Papierbahn, mit einem Stützelement, einer Dosiereinrichtung, die damit zusammenwirkt und die für die Aufbringung einer Beschichtungsflüssigkeit auf die Bahn, und zwar im wesentlichen über die volle Breite derselben hinweg, vorgesehen ist, einem Streichblatt, welches stromabwärts von der Dosiereinrichtung angeordnet ist, und Einrichtungen für den Vorschub bzw. das Hindurchführen der Bahn in den Spalt zwischen dem Stützelement und der Dosiereinrichtung und zwischen dem Stützelement und dem Streichblatt. Die Einrichtung gemäß der Erfindung weist zumindest eine Kantenschmiereinrichtung auf, die neben einer Kante der Bahn und stromaufwärts von der Dosiereinrichtung angeordnet ist und die dafür ausgelegt ist, entlang der einen Kante einen Streifen einer Schmierflüssigkeit zumindest bis zu einer Position in Querrichtung und innerhalb der Bahn neben dem Rand bzw. der Kante abzuscheiden, bis zu welchem die Beschichtungsflüssigkeit dann aufgebracht wird. Durch diese Schmierung der Kante der Bahn wird ein allzufrüher Verschleiß des Streichblattes in dem Bereich unmittelbar außerhalb der aufgebrachten Beschichtungsflüssigkeit vermieden.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Einrichtung gemäß der Erfindung ist die Kantenschmiereinrichtung in Querrichtung bezüglich der äußeren Extreme der Dosiereinrichtung in der Art und Weise angeordnet, daß eine Überlappung zwischen der Beschichtungsflüssigkeit und der Schmierflüssigkeit erhalten wird. Auf diese Weise erhält man durch das Streichblatt ein Entfernen des überlappenden Bereiches der Beschichtungsflüssigkeit, so daß man eine geradlinige Grenzlinie für die Beschichtungsflüssigkeit erhält.
Es ist besonders bevorzugt, eine Kantenschmiereinrichtung an jeder Kante der Bahn anzuordnen. Außerdem ist es bevorzugt, wenn das Stützelement oder die Dosiereinrichtung oder beide durch drehbare Walzen gebildet werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Einrichtung gemäß der Erfindung beinhaltet die Kantenschmiereinrichtung ein Befestigungsteil, wobei ein Schwenkarm an einem Ende desselben gehaltert ist und ein Aufbringungskopf an dem entgegengesetzten Ende des Schwenkarmes gehalten bzw. getragen wird für die Abscheidung des Streifens aus Schmierflüssigkeit.
Die Dosiereinrichtung wird in geeigneter Weise durch zumindest einen Dosierstab gebildet, und es ist besonders bevorzugt, daß die Dosiereinrichtung durch einen vorderen Dosierstab und einen hinteren Dosierstab gebildet wird.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auch auf ein Verfahren für das Beschichten einer laufenden Bahn, vorzugsweise einer Papierbahn, wobei das Verfahren die Aufbringung einer Beschichtungsflüssigkeit auf die Bahn im wesentlichen über die volle Breite derselben hinweg sowie die Vergleichmäßigung der aufgebrachten Beschichtungsflüssigkeit aufweist, und wobei das Verfahren gekennzeichnet ist durch Aufbringen eines Streifens einer Schmierflüssigkeit stromaufwärts von der Aufbringungsstelle für die Beschichtungsflüssigkeit, und zwar zumindest an einer Seitenkante der Bahn, wobei der Streifen sich in Querrichtung bis mindestens zu einer Position neben dem Seitenrand der anschließend aufgebrachten Beschichtungsflüssigkeit erstreckt.
Bevorzugt ist es, daß ein Streifen von Schmierflüssigkeit entlang jeder Seitenkante de Bahn aufgebracht wird. Weiterhin ist es zweckmäßig, wenn die Beschichtungsflüssigkeit so aufgebracht wird, daß sie mit der aufgebrachten Schmierflüssigkeit überlappt, wodurch beim nachfolgenden Vergleichmäßigen der aufgebrachten Beschichtungsflüssigkeit der übelappende Teil derselben entfernt wird, so daß eine geradlinie Grenzlinie bezüglich der Beschichtungsflüssigkeit gebildet wird.
In der vorliegenden Offenbarung bezieht sich der Begriff "Flüssigkeit", und zwar sowohl bezüglich der Beschichtungsflüssigkeit als auch bezüglich der Schmierflüssigkeit, per Definition nicht nur auf echte Flüssigkeiten, sondern auch auf solche Mittel, die in einer viskosen oder halbfesten Form vorliegen können, wie z. B. eine Paste.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand einer bevorzugten Ausführungsform beschrieben, welche die Erfindung beispielhaft wiedergibt, und diese Beschreibung wird in Verbindung mit den anhängenden Zeichnungen vorgenommen, wobei:
Fig. 1 eine schematische Seitenansicht einer Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt,
Fig. 2 ebenfalls schematisch eine Seitenansicht eines Details der Vorrichtung in Fig. 1 vergrößert zeigt, und
Fig. 3 eine ebene Ansicht des Seitenabschnittes einer laufenden Bahn ist, welche eine Kantenschmiereinrichtung zeigt, die gemäß der vorliegenden Erfindung ausgelegt ist.
Die in Fig. 1 in schematischer Seitenansicht dargestellte Beschichtungsmaschine, die allgemein mit 1 bezeichnet ist, weist eine Stützwalze 3 auf, die in Richtung eines Pfeiles a gedreht wird, eine Dosierwalze 9, die eine entsprechende Rotationsrichtung hat, und eine Papierführungswalze 5. Eine Papierbahn 7 wird in Richtung der Pfeile b in den Spalt zwischen der Stützrolle 3 und der Dosierrolle 9 geführt. Die Dosierwalze 9 bringt Beschichtungsflüssigkeit 13 aus einem Trog 11 auf die Papierbahn 7 auf.
Stromabwärts von der Dosierwalze 9 ist ein Streichblatt 17 angeordnet, welches in konventioneller Weise in einem Blatthalter 19 angebracht ist. Das Streichblatt 17 erstreckt sich quer über die Bahn, und zwar über deren gesamte Breite hinweg.
Eine Kantenschmiereinrichtung, die allgemein mit 21 bezeichnet ist, ist stromaufwärts von der Dosierwalze 9 angeordnet und weist ein Befestigungsteil 23 auf, welches schematisch dargestellt ist, einen Schwenkarm, der mit einem Ende an der Befestigungseinrichtung 23 angeordnet ist und einen Aufbringungskopf, der an dem anderen Ende des Schwenkarmes 25 angeordnet ist.
Der Aufbringkopf 27 ist im Detail und in Vergrößerung in den Fig. 2 und 3 dargestellt. Eine Kammer 29 für Schmierflüssigkeit 31 wird durch ein Rohrelement 36 und Stirnwände 37 definiert. Die Kammer 29 ist mit einem Zufuhrrohr 39 für die Einführung von Schmierflüssigkeit in die Kammer versehen. Diese Zufuhr findet mit Hilfe einer kontinuierlichen Dosierung statt, wobei eine kontrollierte Menge eingeführt wird, z. B. mit Hilfe einer Membranpumpe oder einer anderen geeigneten Dosierpumpe. Dadurch wird die Menge der Schmierflüssigkeitszufuhr pro Oberflächeneinheit auf die Papierbahn reguliert. Die Kammer 29 wird auf der Seite des Eingriffs mit der Stützwalze 3 durch einen vorderen Dosierstab 33 und einen hinteren Abdichtstab 16 begrenzt. Diese beiden Stäbe werden in ihren jeweiligen Aussparungen gehalten und gleiten auf der Papierbahn.
Der Aufbringkopf kann mit Hilfe des Schwenkarmes 25 aus dem Eingriff mit der Stützwalze 3 weggeschwenkt werden, und er kann in einer wirksamen Position in Eingriff mit der Papierbahn 7 und der Stützwalze 3 mit Hilfe von nicht dargestellten Mitteln gehalten werden, z. B. pneumatisch, unter Verwendung einer Feder oder eines Gewichtes.
In Verbindung mit der Dosierwalze 9 sind Kanten-Rakelelemente 15 so angeordnet, daß sie in seitlicher Richtung die Erstreckung der Beschichtungsflüssigkeit einschränken.
In Fig. 3 ist eine Draufsicht dargestellt, wobei der Aufbringkopf 27 in einem Schnitt entlang der Linie A-A in Fig. 2 gezeigt ist. Aus dieser Draufsicht wird die seitliche Erstreckung einerseits des Streifes der Schmierflüssigkeit 31 und andererseits des Erstreckungsbereiches der Beschichtungsflüssigkeit 13 deutlich. Eine Seitenkante der Papierbahn 7 ist bei 43 dargestellt.
Die Funktion der Streichblattbeschichtungsvorrichtung 1, die oben kurz beschrieben wurde, ist im wesentlichen die folgende:
Die Papierbahn 7 wird in Richtung der Pfeile b zugeführt, und an dem Aufbringkopf 27 wird die Papierbahn an ihrer einen Seitenkante 43 mit einem Streifen einer Schmier flüssigkeit 31 beaufschlagt. Die Dosierwalze 9 bringt dann Beschichtungsflüssigkeit 13 auf die Bahn 7 auf, wobei die Grenzlinie der Beschichtungsflüssigkeit bei 41 dargestellt ist. Wie aus Fig. 3 deutlich wird, wird die Beschichtungsflüssigkeit 13 so abgeschieden, daß sie eine gewisse Überlappung mit der Schmierflüssigkeit 31 liefert. Dieser Überlappungsbereich ist bei 45 dargestellt. Wenn Beschichtungsflüssigkeit 13 und Schmierflüssigkeit 31 auf die Bahn aufgebracht ist, und die Bahn in Richtung des Streichblattes 17 läuft und das Abstreifen des Überschusses an Beschichtungsflüssigkeit 13 stattfindet, so ist die Begrenzungslinie für die Beschichtungsflüssigkeit 13 geradlinig, wie auf der linken Seite in Fig. 3 deutlich wird.
Die Funktion der Schmierflüssigkeit 31 liegt also darin, das Streichblatt 17 so anzuheben, daß es auf einem nicht korrosiven Flüssigkeitsfilm schwimmt, wie es dort der Fall ist, wo Beschichtungsflüssigkeit abgeschieden worden ist, anstatt mit dem trocknen Papier in Eingriff zu kommen, wie es bei den konventionellen Techniken der Fall ist, die bisher verwendet wurden. Die Schmierflüssigkeit kann aus Wasser und einer darin gelösten Substanz bestehen, welche die eigentliche Beschichtungsflüssigkeit bei der Vermischung nicht beeinträchtigt, wie z. B. Carboxymethylcellulose oder Stärke. Schon eine Konzentration von etwa 1% derartiger Polysaccharide ergibt eine ausreichende Viskosität, um einen Schmierfilm zu bilden. Die Erfindung ist jedoch nicht auf die Verwendung derartiger Schmierflüssigkeiten beschränkt, da auch andere Varianten vorstellbar sind. Bei der niedrigen Konzentration, die möglich ist, gibt es kein Aufwachsen auf den Walzen, die mit der Schmierflüssigkeit in Kontakt kommen. Weiterhin darf die Menge an Schmiermittel, welche durch das Streichblatt entfernt wird, sich nicht auf die eigentliche Beschichtungsflüssigkeit in unkontrollierter Weise verteilen, und in Anbetracht dessen ist es wünschenswert, daß die Menge des auf die Bahn aufgebrachten Schmiermittels sowohl bezüglich des Ortes als auch bezüglich der Menge kontrolliert bzw. geregelt wird. Die vorstehend beschriebene Einrichtung dosiert eine angemessene Menge an Schmiermittelflüssigkeit auf die Papierbahn stromaufwärts von der Dosierwalze für eine Beschichtungsflüssigkeit.

Beispiel

Die folgende Tabelle zeigt Beispiele von Werten aus Tests unter Verwendung der Vorrichtung und des Verfahrens gemäß der Erfindung:

Tabelle

Schmiermittelflüssigkeit CMC Konzentration 1,5 Gew.-% in Lösung, Viskosität 1900 cps
Streifenbreite 2 cm
Maschinengeschwindigkeit 350 m/min
zugeführte Menge 18 g/m²
gepumpter Flüssigkeitsstrom 0,13 l/min
Bei dem vorstehenden Experiment, bei welchem ein Kantenbereich in konventioneller Weise und der andere unter Verwendung der Einrichtung und des Verfahrens gemäß der Erfindung behandelt wurde, konnte man nach 6 Betriebsstunden eine beträchtliche Verminderung des Streichblattverschleißes feststellen. In dem Bereich, der gemäß der konventionellen Technik behandelt wurde, war der Verschleiß soweit fortgeschritten, daß ein Streichblattaustausch notwendig geworden war bzw. wäre. Der Kantenabschnitt, der gemäß der vorliegenden Erfindung behandelt wurde, zeigte keinerlei Verschleiß von praktischer Bedeutung. Die Lebensdauer bzw. Standzeit des Streichblattes könnte aufgrund einer Abschätzung auf bis zu 18 bis 24 Stunden gesteigert werden, vorausgesetzt, daß beide Kantenabschnitte gemäß der Erfindung behandelt worden wären.
Der Kantenbereich des mit der Erfindung behandelten Papiers zeigte einen vollständig geradlinigen Rand, während der konventionell behandelte Rand von der Geradlinigkeit um etwa ± 5 mm abwich.
Die durch die Techniken gemäß der vorliegenden Erfindung erzielten Vorteile sind wichtig und bestehen hauptsächlich einerseits in dem gleichmäßigen Verschleiß des Streichblattes und andererseits in der Bereitstellung bzw. Gewährleistung einer geradlinigen Grenzlinie für die Beschichtungsflüssigkeit entsprechend den Seitenkanten. Das erste Merkmal führt zu einem beträchtlich verminderten Verschleiß des Streichblattes und damit zu längeren Betriebsdauern zwischen Streichblattwechseln, und das andere Merkmal führt zu weniger Papierabfall beim Schneiden der Kanten und zu einer besseren Kontrolle hinsichtlich der Verteilung der Beschichtungsflüssigkeit.

Claims

1. Vorrichtung für die Beschichtung einer laufenden Bahn (7), vorzugsweise einer Papierbahn, mit einem Stützelement (3), einer Dosiereinrichtung (9), die damit zusammenarbeitet und die für die Aufbringung einer Beschichtungsflüssigkeit (13) auf die Bahn (7) im wesentlichen über die gesamte Breite derselben vorgesehen ist, einem Beschichtungs- bzw. Streichblatt (17), welches stromabwärts von der Dosiereinrichtung (9) angeordnet ist, und einer Einrichtung für das Zuführen der Bahn (7) in den Spalt zwischen dem Stützelement (3) und der Dosiereinrichtung (9) und zwischen dem Stützelement (3) und dem Streichblatt (17), gekennzeichnet durch zumindest eine Kantenschmiereinrichtung (27), die an einer Kante (43) der Bahn und stromaufwärts von der Dosiereinrichtung (9) angeordnet ist, und welche so ausgelegt ist, daß sie entlang dieser einen Kante (43) einen Streifen einer Schmierflüssigkeit zumindest bis zu einer Position in Querrichtung zum Inneren der Bahn hin bis zum Rand bzw. der Grenze der Beschichtungsflüssigkeit (13) abscheidet, wenn letztere aufgebracht wird, wodurch ein ungleichmäßiger Verschleiß des Streichblattes (17) vermieden wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kantenschmiereinrichtung (27) in Querrichtung bezüglich des äußeren extremen Endes der Dosiereinrichtung (9) derart angeordnet ist, daß man eine Überlappung zwischen der Beschichtungsflüssigkeit (13) und der Schmierflüssigkeit erhält, wobei das Streichblatt (17) den Überlappungsbereich der Beschichtungsflüssigkeit entfernt, um eine gerade Grenzlinie für die Beschichtungsflüssigkeit zu bilden.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine Kantenschmiereinrichtung (27), die an jeder der Kanten (43) der Bahn angeordnet ist.

4. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Stützelement (3) und/oder die Dosiereinrichtung (9) durch drehbare Walzen gebildet werden.

5. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kantenschmiereinrichtung (27) ein Befestigungsteil (23), einen Schwenkarm (25), der an einem Ende von jenem getragen wird, und einen Aufbringkopf (27) aufweist, der am gegenüberliegenden Ende des Schwenkarmes für die Abscheidung des Streifens einer Schmierflüssigkeit getragen wird.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufbringkopf (27) einen Behälter (35, 37) und ein Zuführrohr (39) für Schmierflüssigkeit sowie ein Dosierelement (33) aufweist, welches mit der Bahn (7) für die Abscheidung des Streifens auf der Bahn (7) in Eingriff steht.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Dosierelement durch zumindest einen Dosierstab (33) gebildet wird.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufbringkopf (27) einen vorderen Dosierstab (33) und einen hinteren Abdichtstab (35) aufweist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, gekennzeichnet durch eine Dosierpumpe, mit deren Hilfe die pro Flächeneinheit auf die Bahn aufgebrachte Menge an Schmierflüssigkeit kontrolliert bzw. geregelt wird.

10. Verfahren zur Beschichtung einer laufenden Bahn, vorzugsweise einer Papierbahn, mit Aufbringung einer Beschichtungsflüssigkeit auf die Bahn im wesentlichen über die gesamte Breite derselben und mit einer Vergleichmäßigung der aufgebrachten Beschichtungsflüssigkeit, gekennzeichnet durch Aufbringen eines Streifens einer Schmierflüssigkeit stromaufwärts von der Aufbringstelle für die Beschichtungsflüssigkeit an zumindest einer Seitenkante der Bahn, wobei der Streifen sich in Querrichtung zumindest bis zu einer Position an dem seitlichen Rand der dann aufzubringenden Beschichtungsflüssigkeit erstreckt.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß ein Streifen von Schmierflüssigkeit an jeder der Seitenkanten der Bahn abgeschieden wird.

12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtungsflüssigkeit so aufgebracht wird, daß sie mit der aufgebrachten Schmierflüssigkeit überlappt.