DE69432935T2

DE69432935T2 - Verfahren zum Aufbringen einer Beschichtung auf Bögen

Info

Publication number: DE69432935T2
Application number: DE69432935T
Authority: DE
Inventors: A. Johannes Ritter
Original assignee: Minnesota Mining and Manufacturing Co
Current assignee: 3M Co
Priority date: 1993-02-19
Filing date: 1994-02-15
Publication date: 2004-05-13
Anticipated expiration: 2014-02-16
Also published as: EP0802250A3; JP2846474B2; DE69432935D1; ES2114178T3; DK0684974T3; ATE164874T1; EP0684974B1; WO1994019419A1; DE4305081A1; US20010032584A1; AU3236197A; ATE244744T1; AU6139694A; US6254678B1; AU691146B2; DE69409506T2; DE4305081C2; AU677639B2; EP0802250A2; EP0684974A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufbringen eines Beschichtungsmaterials, wie z. B. eines Haftklebstoffs.
In bestimmten Bereichen ist es wünschenswert, Haftklebstoff auf einen Papierträger aufzubringen, und zur Durchführung dieses Prozesses sind verschiedene Verfahren bekannt. Die DE-A-3 606 199 offenbart beispielsweise ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Aufbringen von Haftklebstoff auf eine kontinuierliche Papierbahn. Die Bahn wird mit einem Grundiermittel oder einem Haftvermittler beschichtet und in einer ersten Trockenstation getrocknet. Als nächstes kann eine wahlfreie Rückenversiegelungs- oder Trennschicht mit geringem Haftvermögen auf die gegenüberliegende Bahnoberfläche aufgebracht und in einer zweiten Trockenstation getrocknet werden. Schließlich bringt ein umlaufender Zwischenträger den Haftklebstoff, der während des Aufenthalts auf dem Zwischenträger teilweise getrocknet ist, über dem Grundiermittel auf. Die Papierbahn kann dann aufgenommen und nach Wunsch weiterverarbeitet werden.
Die verschiedenen, in der '199 offenbarten Trocknungsschritte (Trocknen der Grundierungsschicht, Trocknen der schwach haftenden Rückenversiegelungsschicht und Trocknen der Klebstoffschicht auf dem Zwischenträger) entziehen den wäßrigen Grundierungs-, Versiegelungs- und Klebstoffmaterialien Feuchtigkeit, um ein Kräuseln oder Wellen der Papierbahn zu verhindern. Das aufeinanderfolgende Aufbringen und Trocknen der Grundierungs- und der schwach haftenden Rückenversiegelungsschichten führt jedoch typischerweise zu einem gewissen Kräuseln der Papierbahn, das unerwünscht ist. Das Problem des Kräuselns wäre beim Aufbringen eines Grundiermittels, einer schwach haftenden Rückenversiegelung und eines Klebstoffs auf einzelne Papierblätter stärker ausgeprägt als bei einer Papierbahn, da die Bahn typischerweise gespannt ist, während das bei den Einzelblättern nicht der Fall ist. Somit sind das Ver fahren und die Vorrichtung gemäß der '199 typischerweise nicht für die Verwendung bei Einzelpapierblättern geeignet.
Es ist daher wünschenswert, ein Verfahren zum Aufbringen von Grundiermittel, einer schwach haftenden Rückenversiegelung und von Haftklebstoff auf mehrere Einzelpapierblätter zu schaffen, die kein Kräuseln oder Wellen der Blätter verursacht.
Eine Vorrichtung zum Ausüben des beanspruchten Verfahrens zum Aufbringen eines Beschichtungsmaterials auf mehrere Blätter während des Vorbeitransports der Blätter an der Vorrichtung weist auf: eine Einrichtung zum Zuführen mehrerer Blätter, eine Einrichtung zum Überlappen der Blätter, so daß ein erster kleiner Teil jedes Blattes über einem Teil eines ersten angrenzenden Blattes und ein zweiter kleiner Teil jedes Blattes unter einem Teil eines zweiten angrenzenden Blattes liegen, eine Beschichtungsstation, die eine Einrichtung zur Aufnahme von Beschichtungsmaterial aus einem Vorrat dieses Materials und zum Übertragen des zumindest teilweise getrockneten Beschichtungsmaterials auf eine erste größere bzw. Hauptfläche der überlappenden Blätter beim Vorbeitransport der Blätter an der Beschichtungsstation sowie eine Einrichtung zum Sammeln der beschichteten Blätter aufweist. Bei einer Ausführungsform ist das Beschichtungsmaterial ein Haftklebstoff, und die Blätter sind Blätter aus Papier.
Das erfindungsgemäße Verfahren weist die folgenden Schritte auf: Bereitstellen mehrerer Blätter, Überlappen der Blätter, so daß ein kleiner Teil jedes Blattes über einem Teil eines angrenzenden Blattes und ein kleiner Teil jedes Blattes unter einem Teil eine zweiten angrenzenden Blattes liegen, Bereitstellen einer Beschichtungsmaterialquelle, Aufbringen eines Beschichtungsmaterials auf eine erste Hauptfläche der überlappenden Blätter beim Vorbeitransport der Blätter an der Beschichtungsstation und Sammeln der beschichteten Blätter. Das Beschichtungsmaterial ist ein Haftklebstoff, und die Blätter sind Papierblätter. Es wird ferner ein Bogen bereitgestellt, der nach dem vorbeschriebenen Verfahren beschichtet ist.
Die vorliegende Erfindung wird nachstehend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert, wobei in allen Ansichten gleiche Strukturen durch gleiche Bezugszeichen bezeichnet werden. Dabei zeigen:
1 eine schematische perspektivische Ansicht einer Vorrichtung die zur Ausführung der vorliegenden Erfindung geeignet ist;
2 bis 4 schematische Seitenansichten von Stationen der Vorrichtung gemäß 1;
5 eine Draufsicht der Vorrichtung gemäß 2;
6 eine perspektivische Ansicht mehrerer überlappender Blätter mit erfindungsgemäß darauf aufgebrachtem Beschichtungsmaterial; und
7 eine Schemazeichnung eines Details der Vorrichtung.
Die vorliegende Erfindung betrifft vorzugsweise das Aufbringen von Grundiermittel, einer schwach haftenden Versiegelung und eines Haftklebstoffs auf mehrere einzelne Papierblätter und wird vor allem in diesem Zusammenhang beschrieben. Die vorliegende Erfindung findet jedoch auch eine breitere An- wendung beim Aufbringen von Beschichtungsmaterialien auf Einzelblätter beliebiger Art und sollte so verstanden werden.
Bei der dargestellten Ausführungsform besteht eine bevorzugte, zum Ausführen der Erfindung hilfreiche Vorrichtung aus sechs Stationen, die hintereinander so angeordnet sind, daß die Blätter durch die entsprechenden Stationen in einer Transportrichtung befördert werden, die durch den Pfeil 10 in 1 angedeutet ist. Zu den Stationen gehören eine Blattzuführstation 1, eine Doppelbeschichtungsstation 2, eine Blatttransportstation mit Hochfrequenztrockner 3, eine Beschichtungsstation 4, eine Blatteinlegestation 5 und eine Blattstapelstation 6, die weiter unten ausführlicher beschrieben werden. Diese Stationen haben jeweils getrennte Antriebsmechanismen, die durch einen zentralen Computer 100 gesteuert werden, um die jeweiligen Antriebsmechanismen zu synchronisieren.
Die Blattzuführstation 1 weist einen Tisch 11 zur Aufnahme eines Stapels 12 von Einzelpapierblättern auf. Die Blätter sind vorzugsweise alle von gleicher Größe und gleichem Ge wicht – beispielsweise 50 cm mal 70 cm (19,7 Zoll mal 27,6 Zoll) und 80 g/cm2. Ein über der Blattzuführstation 1 montierter Blattheber 13 weist einen Vakuumkopf 15 auf, dessen Ansaugöffnung auf das oberste Blatt des Stapels 12 herabhängt. Zur Entnahme des obersten Blattes von dem Stapel 12 kommt die Ansaugöffnung in Kontakt mit dem Randbereich des Blattes, der an die senkrechte Außenfläche 114 des Stapels 12 angrenzt. Wenn der Kopf 15 nach oben fährt, wird das äußere Ende des obersten Blattes angehoben. Zwischen den angehobenen Teil des obersten Blattes und das nächste Blatt des Stapels 12 wird ein Luftstrom durch eine Düse 110 eingeblasen, die am Ende eines Schlauches 112 montiert ist, der über den Blattheber 13 mit einer Druckluftquelle verbunden ist. Durch den eingeblasenen Luftstrom wird das oberste Blatt als Ganzes von dem Stapel 12 abgehoben, während es durch die Saugkraft des Vakuums an dem Ansaugkopf 15 festgehalten wird. Der Ansaugkopf 15 wird dann zu einem Einlaß 14 eines Förderers 17 bewegt, dessen Einlaß die Form eines Schlitzes zwischen zwei gegenüberliegenden Walzen 16 und 18 hat. Die Walzen 16, 18 erstrecken sich quer zur Transportrichtung (Pfeil 10) und sind im Reibschluß miteinander. Eine der Walzen, etwa die untere Walze 16, wird durch einen nicht dargestellten Antriebsmechanismus so angetrieben, daß sie um ihre Achse rotiert. Die nicht angetriebene bzw. Laufwalze 18 folgt der Rotation der Walze 16 und ist so gelagert, daß sie nach oben ausweichen kann, um den Einlaß 14 zu öffnen, wenn eine Vorderkante eines Blattes eingeführt werden soll.
Wenn die Vorderkante des angehobenen obersten Blattes von den Walzen 16, 18 erfaßt wird, wird sie durch den Einlaß 14 entlang einem Bandförderer 17 mit einer Geschwindigkeit mitgenommen, die der Umfangsgeschwindigkeit der Walze 16 entspricht.
Dann wird das nächste Blatt vom Stapel 12 abgehoben und in den Einlaß 14 zwischen den Walzen 16 und 18 eingeführt. Dieses Anheben und Zuführen wird unter der Steuerung des Computers 100 mit der Mitnahmegeschwindigkeit des vorhergehenden Blattes synchronisiert, so daß die Vorderkante des nachfolgenden Blattes in den Einlaß 14 eintritt, wenn etwa ein Drittel der Länge des vorhergehenden Blattes sich noch außerhalb des Einlasses 14 befindet. So werden alle Blätter des Stapels 12 durch den Förderer 17 nacheinander in einem überlappten Zustand transportiert, in dem annähernd das hintere Drittel der Länge (gesehen in der Transportrichtung 10) eines Blattes den vorderen Abschnitt des nachfolgenden Blattes überlappt. Wenn eine Anzahl Blätter des Stapels 12 eines nach dem anderen entnommen werden, verringert sich die Höhe des Stapels 12, und infolgedessen wird der Vakuumkopf vom Blattheber weiter abgesenkt. Der Blattheber 13 weist einen Steuermechanismus auf, der erkennt, wie weit der Ansaugkopf 15 über einen gegebenen Wert hinaus abgesenkt wird. Der Steuermechanismus aktiviert dann eine Hebevorrichtung 116, an die der Tisch 11 gekoppelt ist und die an gegenüberliegenden Ständern 19 nach oben fährt, um den Tisch 11 anzuheben. Eine Blattzuführstation 1, wie sie oben beschrieben wird, kann unter der Maschinenkennummer 41988 von der MABEG Maschinenbau GmbH, Offenbach, Deutschland, bezogen werden.
Nach einer anderen Ausführungsform der Erfindung können der Stapel 12 und die dazugehörigen Komponenten sowie die Steuerung auf eine Weise angeordnet werden, die es gestattet, die aufeinanderfolgenden Blätter so überlappend anzuordnen, daß der vordere Abschnitt jedes Blattes über dem hinteren Abschnitt jedes vorhergehenden Blattes liegt.
Die aus der Blattzuführstation 1 austretenden überlappten Blätter werden durch den Bandförderer 17 dem Einlaß 24 eines Ausrichtungsteils 20 der Doppelbeschichtungsstation 2 zugeführt. Innerhalb dieses Ausrichtungsteils wird die Transportgeschwindigkeit der überlappten Blätter auf annähernd die dreifache Geschwindigkeit der vom Bandförderer 17 übergebenen Blätter erhöht, und die Überlappung aufeinanderfolgender Blätter wird vermindert.
Im einzelnen weist der Ausrichtungsteil 20 nahe dem Einlaß 24 ein erstes Paar gegenüberliegender Walzen 21a, 21b auf, deren Achsen parallel zu denen der Walzen 16, 18 liegen. Die Walze 21a ist unterhalb der Bahn 22 der ankommenden überlappten Blätter angeordnet und wird durch einen nicht dargestellten, durch den Computer 100 gesteuerten Antriebsmechanis mus angetrieben. Die Laufwalze 21b ist oberhalb der Bahn 22 angeordnet und im Reibschluß mit der Walze 21a. Die Walze 21a wird mit der gleichen Geschwindigkeit wie die Walze 16 angetrieben. In Transportrichtung hinter den Walzen 21a, 21b ist eine Anschlageinrichtung 200 in der Bahn 22 vorgesehen, die eine Anzahl Finger aufweist, die sich nach oben in die Bahn 22 erstrecken und an einer gemeinsamen Schwenkachse unter der Bahn 22 montiert sind. Alle Finger sind quer zur Transportrichtung 10 ausgerichtet. Auf einen Anschlageinrichtungs-Deaktivierungsbefehl hin können alle Finger aus der Bahn 22 nach unten geschwenkt werden, um die Fortsetzung des Durchlaufs der Blätter zu einem weiteren Walzenpaar 23a, 23b zu gestatten. Beim Fehlen eines solchen Befehls (oder wenn ein umgekehrter Befehl empfangen wird) schwingen alle Finger nach oben in den Weg 22, um das weitere Vorrücken eines ankommenden Blattes durch Anstoßen der aufgestellten Finger an dessen Vorderkante zu stoppen. Die Walze 23a, die unter der Bahn 22 angeordnet ist, wird etwa dreimal schneller angetrieben als die Walze 21a, während die Walze 23b oberhalb der Bahn 22, die im Reibschluß mit der Walze 23a ist, der Geschwindigkeit der Walze 23a folgt.
Wenn die Vorderkante des ersten ankommenden Blattes aus den Walzen 21a, 21b austritt, kann es die deaktivierte Anschlageinrichtung 200 passieren und wird zwischen den Walzen 23a, 23b erfaßt. Dieses Blatt wird dann entsprechend der höheren Geschwindigkeit der Walzen 23a, 23b beschleunigt. Die Anschlageinrichtung 200 wird rechtzeitig aktiviert, so daß das nachfolgende Blatt an die Anschlageinrichtung 200 anstößt. Unter der Steuerung des Computers 100 wird die Anschlageinrichtung 200 deaktiviert (d. h. die Finger werden aus der Bahn 22 heraus nach unten geschwenkt), sobald die Überlappung des ersten Blattes und des nachfolgenden Blattes sich auf etwa 1,0 bis 2,0 cm (0,4 bis 0,8 Zoll) verringert hat. Nachdem die Vorderkante des nachfolgenden Blattes (zusammen mit der Hinterkante des ersten Blattes) zwischen den Walzen 23a, 23b erfaßt worden ist, wird die Anschlageinrichtung 200 wieder aktiviert, um das nächste Blatt anzuhalten. Wenn die Überlappung des zweiten und des dritten Blattes sich annähernd in dem obener wähnten Maße verringert hat, gibt der Computer 100 wieder den Befehl zum Deaktivieren der Anschlageinrichtung 200.
Die Überlappung nachfolgender Blätter um 1,0 bis 2,0 cm wird durch exakte Steuerung der Geschwindigkeiten der Antriebsmechanismen innerhalb des folgenden Abschnitts der Doppelbeschichtungsstation 2 und der Stationen 3 und 4 aufrechterhalten. Die Anschlageinrichtung 200 des Ausrichtungsabschnitts 20 dient außerdem zur richtigen Ausrichtung aller ankommenden Blätter vor deren Weiterverarbeitung.
Die aus dem Ausrichtungsabschnitt 20 austretenden beschleunigten überlappten Blätter werden mit Hilfe von Führungswalzen 28a, 28b entlang der sich horizontal fortsetzenden Bahn 22 in den Beschichtungsabschnitt 26 der Doppelbeschichtungsstation 2 eingeführt. In Transportrichtung hinter den Führungswalzen 28a, 28b ist eine erste Auftragswalze 25 oberhalb der Bahn 22 angeordnet, und eine zweite Walze 29 ist unter der Bahn 22 angeordnet.
Die erste Auftragswalze 25 wirkt mit einer Dosierwalze 27 zusammen. Ein Trog 210 zur Aufnahme einer ersten Flüssigkeit wird durch einen Teil des Umfangs der Dosierwalze 27, der an einen Schlitz 212 zwischen der Dosierwalze 27 und der ersten Auftragswalze 25 angrenzt, einen an den Schlitz 212 angrenzenden Teil des Umfangs der ersten Auftragswalze 25 und zwei gegenüberliegende Seitenwände 214, 216 gebildet, die jeweils in Umfangsnuten 218, 220 bzw. 222, 224 der Dosierwalze 27 bzw. der ersten Auftragswalze 25 gehalten werden. Wie am besten aus 5 erkennbar, sind diese Umfangsnuten 218, 220, 224, 226 längs der Achse der Walzen 25, 27 voneinander beabstandet und nahe den gegenüberliegenden Stirnflächen der Walzen angebracht. Die Breite des Schlitzes 212 zwischen der Dosierwalze 27 und der ersten Auftragswalze 25 kann verstellt werden, z. B. durch Verschieben der Dosierwalze 27 zur ersten Auftragswalze 25 hin oder von dieser weg. Dadurch kann die Flüssigkeitsmenge gesteuert werden, die aus dem Trog 210 durch den Schlitz 212 auf die Oberseite der Blätter gelangt, die unter der ersten Auftragswalze 25 hindurchlaufen. An den Umfang der ersten Auftragswalze stößt in Transportrichtung hinter ihrer Kontaktstelle mit den Blättern ein Blattabstreifer (nicht dargestellt) an, um zu verhindern, daß sich ein Blatt um die erste Auftragswalze 25 herumwickelt.
In einer Ausführungsform der Erfindung ist die erste Flüssigkeit ein Grundiermittel, das eine wäßrige Lösung eines organischen Bindemittels und eines gespaltenen Erdpigments ist. Präzise gesagt, man erhält diese Lösung durch Mischen von etwa 5 Vol.-% eines Bindemittels (beziehbar unter dem Warenzeichen MOVIOL von Hoechst AG, Frankfurt/Main, Deutschland) und etwa 5 Vol.-% Pigment (beziehbar unter dem Warenzeichen AEROSIL von Degussa AG, Frankfurt/Main, Deutschland) mit etwa 90 Vol.-% Wasser.
So wird durch die Rotation der ersten Auftragswalze 25 und der Dosierwalze 27 eine kontinuierliche Grundiermittelschicht quer über die Breite der bahnartig überlappten Blätter aufgebracht, wenn diese unter der ersten Auftragswalze 25 hindurchlaufen.
Oberhalb des Troges 210 ist eine Pumpe 228 angebracht, deren Auslaßrohr 230 über dem Trog 210 mündet. Der Einlaßkanal der Pumpe 228 ist über einen geeigneten Schlauch oder ein geeignetes Rohr (nicht dargestellt) mit einer Quelle der ersten Flüssigkeit (Grundiermittel) verbunden. Ferner ist der Trog 210 mit einer Überlaufleitung 232 ausgestattet, die zu der Quelle zurückführt.
Unterhalb der Bahn 22 und senkrecht unter der ersten Auftragswalze 25 ist eine zweite Auftragswalze 29 vorgesehen, die mit der gleichen Geschwindigkeit wie die erste Auftragswalze 25 rotiert, die der beschleunigten Transportgeschwindigkeit der überlappten Blätter entspricht. Ein Behälter 240 zur Aufnahme einer zweiten Flüssigkeit wird unterhalb der zweiten Auftragswalze 29 gehalten. Unterhalb und in Kontakt mit und parallel zu der zweiten Auftragswalze 29 ist eine Preßwalze 260 angebracht, die, wenn der Behälter 240 durch eine nicht dargestellte Einrichtung mit der zweiten Flüssigkeit gefüllt wird, in diese Flüssigkeit eintaucht (2, 7). Wenn die zweite Auftragswalze 29 und die Preßwalze 260 so angetrieben werden, daß sie um ihre Achsen rotieren, wird Flüssigkeit aus dem Behälter 240 mit der Preßwalze 260 mitgeführt und zum Umfang der zweiten Auftragswalze 29 übertragen, welche die Flüs sigkeit auf die Unterseite der Blätter aufträgt, die zwischen den ersten und zweiten Auftragswalzen 25, 29 hindurchlaufen. Die Umfangsfläche der zweiten Auftragswalze 29 ist in Achsenrichtung dieser Walze um etwa 1,0 bis 2,0 cm (0,4 bis 0,8 Zoll) kürzer als die Breite der zu beschichtenden Blätter, um zu verhindern, daß die auf die Oberseite der Blätter aufgebrachte Flüssigkeit über die Ränder der Blätter fließt und sich mit der Flüssigkeit auf der zweiten Auftragswalze 29 vermischt. Falls die Breite der Blätter einer anderen Charge kleiner ist, muß die zweite Auftragswalze 29 durch eine entsprechend kürzere Auftragswalze ausgetauscht werden. Durch Einstellen des Drucks der Preßwalze 260 auf die zweite Auftragswalze kann eine gewünschte Dicke der Schicht erzielt werden, die durch die zweite Auftragswalze 29 auf die Unterseite der Blätter aufgebracht wird. Ein nicht dargestellter Blattabstreifer ist so angeordnet, daß er hinter der Kontaktfläche der zweiten Auftragswalze 29 mit den Blättern an die zweite Auftragswalze 29 anstößt, um zu verhindern, daß sich die Blätter um die zweite Auftragswalze 29 herumwickeln.
In einer Ausführungsform der Erfindung ist die zweite Flüssigkeit ein schwach haftendes Rückenversiegelungsmittel, das eine wäßrige Lösung eines organischen Bindemittels und klebstoffabweisenden Mittels ist. Präzise gesagt, diese Lösung läßt sich herstellen, indem man etwa 2 Vol.-% FINFIX BDA, vertrieben von Nordmann und Rassmann, Hamburg, Deutschland, als Bindemittel und etwa 10 Vol.-% TEGO-GLIDE 410, vertrieben von der Tego-Chemie GmbH, Essen, Deutschland, als abweisendes Mittel und etwa 13 Vol.-% Ethanol mit etwa 75 Vol.-% Wasser vermischt.
Die oben angegebenen Zahlen für Anteile von Inhaltsstoffen können je nach den Eigenschaften der verwendeten Papierblätter variieren.
Da das wäßrige Grundiermittel bzw. das schwach haftende Rückenversiegelungsmittel durch die erste Auftragswalze 25 bzw. die zweite Auftragswalze 29 gleichzeitig und an der gleichen Stelle entlang der Bahn 22 auf die Blätter aufgebracht werden, wirken die Kräfte, die sonst zum Kräuseln oder Wellen der Blätter führen würden, einander entgegen, so daß die Blätter ihre glatte, ebene Form behalten.
In einer bevorzugten Ausführungsform sind mindestens eine und vorzugsweise beide Auftragswalzen 25 und 29 durch Auftragswalzen von verschiedener Länge auswechselbar, die für die Verwendung bei schmaleren bzw. breiteren Blättern geeignet sind.
Die auf die Oberseite der Blätter aufgebrachte Menge der wäßrigen Grundiermittellösung kann durch die Breite des Schlitzes 212 so gesteuert werden, daß etwa 2 g/m2 kontinuierlich auf die Blätter aufgebracht werden. Entsprechend kann die auf die Unterseite der Blätter aufgebrachte wäßrige Lösung über die Gesamtbreite der Blätter kontinuierlich etwa 2 g/m2 betragen.
Als Sicherheitseinrichtung kann eine vor den Auftragswalzen 25, 29 angeordnete Fotozelle das Vorhandensein von Blättern entlang der Bahn 22 innerhalb des Beschichtungsabschnitts 26 überwachen. Falls die Fotozelle kein Blatt erfaßt, kann ihr Ausgangssignal das Abheben der ersten Auftragswalze 25 von der zweiten Auftragswalze 29 weg oder alternativ das Absenken der zweiten Auftragswalze 29 bezüglich der ersten Auftragswalze 25 veranlassen, um einen Kontakt zwischen den beiden Walzen zu verhindern, wenn dazwischen keine Blätter vorhanden sind.
Die überlappende Anordnung der Blätter und die geringere Länge der Walze für das schwach haftende Rückenversiegelungsmittel tragen beide dazu bei, ein Vermischen des Grundiermittels und der schwach haftenden Rückenversiegelungsmittel zu verhindern.
Die Blatttransportstation 3 (4) weist einen Rahmen 31 auf, in dem ein endloses Vakuumband 36 um Walzen 33, 35, 37, 39 herumläuft, die quer zur Transportrichtung 10 angeordnet sind. Mindestens eine der Walzen wird unter der Steuerung des Computers 100 so angetrieben, daß sich das endlose Vakuumband 36 durch die Blatttransportstation 3 mit exakt der gleichen Geschwindigkeit fortbewegt wie die aus der Doppelbeschichtungsstation 2 austretenden Blätter. Dadurch bleibt der überlappte Zustand von 1,0 bis 2,0 cm während des Durchlaufs der Blätter durch die Station 3 über dem Teil des Bandes 36 zwischen den Walzen 35 und 37 erhalten. Die überlappten Blätter werden bei ihrer Fortbewegung durch die Station 3 auf dem Band 36 zwischen den Walzen 35 und 36 einer Trocknungseinrichtung ausgesetzt, um der Grundiermittellösung und dem schwach haftenden Rückenversiegelungsmittel Feuchtigkeit zu entziehen. Bei der dargestellten Ausführungsform ist die Trocknungseinrichtung als Hochfrequenzstrahlungsquelle 38 dargestellt, die durch einen angrenzend an den Rahmen 31 angebrachten Generator 30 betrieben wird. Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind eine oder mehrere Hochfrequenzstrahlungsquellen zum Trocknen der Blätter vorgesehen. Die Frequenz der von der Quelle 38 emittierten Strahlung kann im Bereich von etwa 27 MHz liegen. Wichtig ist, daß die Strahlung nicht mit dem Material der Blätter wechselwirkt, sondern ihre Energie innerhalb der Grundiermittelschicht und der schwach haftenden Rückenversiegelungsschicht deponiert, um diese Schichten zu trocknen. Anders gesagt, die Blätter sollten vorzugsweise für die Hochfrequenzstrahlung durchlässig sein, aber das Grundiermittel und das schwach haftende Rückenversiegelungsmittel sollten für diese Strahlung undurchlässig sein.
Zum Entfernen der aus der Grundiermittelschicht und der schwach haftenden Rückenversiegelungsschicht verdampften Feuchtigkeit kann das Innere des Rahmens durch einen kontinuierlichen trockenen Luftstrom belüftet werden, der oberhalb des Bandes 36 in den Rahmen 31 eingeleitet werden kann und aus dem Rahmen durch dessen Boden entweichen kann. Auf diese Weise wird das Wasser in der Grundiermittelschicht und der schwach haftenden Rückenversiegelungsschicht schließlich entfernt, so daß die Blätter weitgehend trocken sind, wenn sie die Transportstation 3 an der Walze 37 verlassen.
Die Grundiermittelschicht und die schwach haftende Rückenversiegelungsschicht sollten mit ausreichenden Geschwindigkeiten getrocknet werden, um ein Kräuseln der Blätter zu verhindern. Bei einer bevorzugten Ausführungsform werden das Grundiermittel und das schwach haftende Rückenversiegelungmittel gleichzeitig aufgebracht und mit gleichmäßiger Geschwindigkeit gleichzeitig getrocknet, so daß die Blätter sich nicht kräuseln oder wellen. Die Grundiermittelschicht und die schwach haftende Rückenversiegelungschicht könnten jedoch nötigenfalls nacheinander aufgebracht und/oder mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten getrocknet werden, um ein Kräuseln oder Wellen der Blätter abzuschwächen oder zu verhindern.
Die Beschichtungsstation 4 bringt auf die gleiche Oberfläche der Blätter, wo durch die Doppelbeschichtungsstation 2 das Grundiermittel aufgebracht wurde, einen Haftklebstoff auf, indem sie die Blätter mit einem klebstoffbeschichteten Übertragungsband 42 in Kontakt bringt. Bei der dargestellten Ausführungsform weist die Beschichtungsstation 4 einen Tisch 40 auf, auf dem ein endloses Vakuumtransportband 49 in Transportrichtung 10 fortbewegt wird. Die Geschwindigkeit des Bandes 49 wird durch den Computer 100 gesteuert und ist die gleiche wie die Transportgeschwindigkeit in der Station 3. Oberhalb des Tisches 40 ist eine erhöhte Haube 41 angebracht, in der das endlose Übertragungsband 42 läuft. Das Übertragungsband 42 läuft um die Walze 43a und die Auftragswalze 45 sowie um die Walzen 43a, 43b, 43c, 43d und die Übertragungswalze 44 herum, von denen mindestens eine angetrieben wird. Das Übertragungsband 42 kann beispielsweise aus Siliconkautschuk bestehen.
Die Auftragswalze 45 weist vorzugsweise eine zylindrische Umfangsfläche mit mehreren Hohlräumen oder Einschnittzellen zur Aufnahme von Haftklebstoff aus einem Vorrat dieses Klebstoffs auf, der in einem Rohr 46 enthalten ist. Der Klebstoff kann gemäß der US-A-4 495 318, erteilt an Howard, oder alternativ gemäß der US-A-3 691 140, erteilt an Silver, deren Inhalt hier zur Bezugnahme einbezogen wird, formuliert werden. Die Auftragswalze 45 ist durch andere Auftragswalzentypen austauschbar, so daß Haftklebstoff in verschiedenen Mustern, mit verschiedenen Beschichtungsgewichten und verschiedenen Anlagengeschwindigkeiten auf das Übertragungsband 42 aufgebracht werden kann. Bei der offenbarten Ausführungsform der zur Ausübung der Erfindung geeigneten Vorrichtung können sich die Einschnittzellen in beabstandeten Ringen um den gesamten Umfang der Auftragswalze 45 herum erstrecken, um beabstandete und in Längsrichtung verlaufende Klebstoffstreifen auf den Blättern 56 zu erhalten (6). Die Auftragswalze 45 rotiert vorzugsweise so, daß sich die Umfangsfläche der Auftragswalze in entgegengesetzter Richtung des Übertragungsbandes bewegt, wie in 4 gezeigt. Zwischen dem Rohr 46 und dem Übertragungsband 42 kann auch ein Abstreifmesser vorgesehen werden, um überschüssigen Klebstoff von der Auftragswalze abzustreifen, so daß nur der Klebstoff innerhalb der Einschnittzellen auf das Übertragungsband 42 aufgebracht wird.
Das Übertragungsband 42 wird über die Walzen 43a, 43b, 43c und 43d geführt, und der auf dem Übertragungsband mitgeführte Klebstoff wird einer ersten Heizvorrichtung 47 und anschließend einer zweiten Heizvorrichtung 48 ausgesetzt. Die Heizvorrichtungen 47 und 48 sind vorzugsweise Infrarotheizvorrichtungen; allerdings werden auch andere Heizvorrichtungen ins Auge gefaßt, wie z. B. Hochfrequenzheizer. Außerdem können mehr oder weniger Heizvorrichtungen als die hier dargestellten vorgesehen werden. Sobald ein mit Klebstoff beschichteter Abschnitt des Übertragungsbandes 42 die ersten und zweiten Heizvorrichtungen 47 und 48 passiert hat, ist der Klebstoff auf dem Übertragungsband 42 weitgehend trocken und kann durch die Übertragungswalze 44 auf die überlappten Blätter aufgebracht werden. Ein oder mehrere wahlfreie Temperaturrückkopplungssensoren (nicht dargestellt) können in unmittelbarer Nähe der Heizvorrichtungen angeordnet werden, um die Temperatur der Klebstoffschicht zu messen und die durch die Heizvorrichtungen zugeführte Wärmemenge zum ausreichenden Trocknen des Klebstoffs zu regulieren.
Der Klebstoff wird an einer Auftragsschnittstelle zwischen der Übertragungswalze 44 und einer Gegenwalze 44a von dem Übertragungsband 42 auf die überlappenden Blätter übertragen. Die Gegenwalze 44a drückt die Blätter von unten gegen die Übertragungswalze 44, und nach der Übertragung des Klebstoffs auf die Blätter werden die beschichteten Blätter zur Weiterverarbeitung durch das Vakuumband 49 zur Blatteinlegestation 5 transportiert.
Das auf den Blättern verteilte Klebstoffmuster ist von dem Klebstoffmuster abhängig, das von der Auftragswalze 45 auf das Übertragungsband 42 aufgebracht wird. In einer Ausführungsform weist die Auftragswalze 45 mehrere Einschnittzellen auf, die in zwei Bändern beabstandet entlang der Auftragswalze angeordnet sind. So werden zwei kontinuierliche Klebstoffbänder auf das Übertragungsband 42 und anschließend auf die überlappten Blätter aufgebracht. Die so hergestellten Blätter sind in 6 dargestellt, wobei die Blätter 56 beabstandete Klebstoffbänder 58 aufweisen. Nachdem die Blätter auf die weiter unten im Zusammenhang mit der Stapelstation 6 beschriebene Weise zu Vorblöcken gestapelt worden sind, können die Vorblöcke zu Einzelblöcken von Haftnotizzetteln geschnitten werden. Die Anordnung, das Beschichtungsgewicht und andere Merkmale der auf die Blätter aufgebrachten Haftklebstoffschicht können durch Auswechseln der Auftragswalze oder durch Verändern der Betriebsparameter, wie z. B. der Anlagengeschwindigkeit, der Klebstoffeigenschaften und dergleichen, verändert werden.
Die auf dem Vakuumband 49 aus der Beschichtungsstation 4 austretenden überlappten Blätter werden zur Blatteinlegestation 5 transportiert, welche die Blätter mit einer etwas höheren Geschwindigkeit einzieht. Dadurch wird die Überlappung aufeinanderfolgender Blätter beseitigt, so daß sich eine Vorderkante eines Blattes an eine Hinterkante des vorhergehenden Blattes anschließt. In der Station 5 kann in gewünschten Intervallen ein Blatt zwischen beschichtete Blätter eingelegt werden. Die eingelegten Blätter unterscheiden sich vorzugsweise von den beschichteten Blättern (zum Beispiel durch eine andere Farbe oder ein anderes Material), können stattdessen aber auch den beschichteten Blättern ähnlich sein. Vorzugsweise sind die eingelegten Blätter unbeschichtet und bilden das unterste Blatt eines Vorblocks von Haftnotizzetteln.
Die Blatteinlegestation 5 enthält eine im wesentlichen horizontale Transportetage 51 mit Transportbändern (nicht dargestellt). Ein Rahmen 52 trägt die Transportetage 51, unter der ein Blattstapler 53 angebracht ist. Der Blattstapler 53 weist einen Stapel 55 unbeschichteter Blätter auf, die auf der Platte 54 abgelegt sind. Ferner kann die Blatteinlegestation einen Zähler (nicht dargestellt) aufweisen, der die von der Beschichtungsstation 4 übergebenen Blätter zählt. Nach dem Abzählen einer vorgegebenen Anzahl beschichteter Blätter signa lisiert der Zähler der Blatteinlegestation 5, über eine vom Stapel 55 zur Transportetage 51 ansteigende Rampe ein unbeschichtetes Blatt vom Stapel 55 zwischen den beschichteten Blättern einzulegen.
Die Blatteinlegestation 5 ist an der Auslaßseite mit einer Blattstapelstation 6 gekoppelt, in der die von der Blatteinlegestation 5 übernommenen Blätter gesammelt und aufeinander ausgerichtet werden. Die ausgerichteten, beschichteten Blätter werden dann in Form eines Stapels 62 auf der Platte 61 abgelegt. Die Blattstapel können dann zu Vorblöcken von Haftnotizzetteln zusammengepreßt, entnommen und, wie dem Fachmann bekannt, zu Einzelblöcken von Haftnotizzetteln geschnitten werden. In Abhängigkeit von der auf die Blätter aufgebrachten Klebstofformulierung kann es wünschenswert sein, die beschichteten Blätter vor dem Zuschneiden altern zu lassen (z. B. 12 Stunden), damit das Haftvermögen während des vollständigeren Trocknens des Klebstoffs zunehmen kann.
Die oben beschriebene Maschine kann so betrieben werden daß man einen Ausstoß von etwa 4000 beschichteten Blättern pro Stunde erhält.
Das beschriebene Verfahren weist zahlreiche Vorteile auf. Zum Beispiel wird die Beschichtung von zugeführten Blättern aus Papier oder ähnlichem Material so ausgeführt, daß die Blätter typischerweise kein Wellen, Kräuseln oder eine andere Abweichung vom ebenen Zustand aufweisen. Außerdem gestattet das erfindungsgemäße Verfahren das Beschichten von Blättern verschiedener Größen, begrenzt nur durch die Breite des Transportmechanismus, der die Blätter durch die Vorrichtung transportiert. So werden, abgesehen von der Installation geeigneter Beschichtungs- und Übertragungswalzen, keine anderen ⧠nderungen an Maschinenteilen benötigt, wenn die Größe der zu beschichtenden Blätter verändert wird.
Andere Vorteile sind unter anderem die Fähigkeit zur Bereitstellung von Blättern mit verschiedenen aufgedruckten Informationen, verschiedenen Schneidvorrichtungen, verschiedenen Materialien (z. B. wiederverwendetes oder neu hergestelltes Papier) oder verschiedenen Strukturen, z. B. innerhalb einer einzigen Charge oder eines Blattstapels. Zum Bei spiel könnte nach dem Verfahren der vorliegenden Erfindung ohne weiteres ein Kalender (mit verschiedenen aufgedruckten Informationen auf jedem Blatt) hergestellt werden, wenn der Blattstapel in der richtigen Reihenfolge angeordnet würde. Ein weiterer Vorteil ist, daß die bei der vorliegenden Erfindung verwendeten Beschichtungsmaterialien vorzugsweise Materialien auf Wasserbasis sind und folglich potentiell schädliche organische Lösungsmittel aus dem Beschichtungsverfahren eliminiert werden können.
Die vorliegende Erfindung ist vorstehend anhand mehrerer Ausführungsformen beschrieben worden. Der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung sollte nicht auf die hier beschriebenen Strukturen begrenzt werden, sondern vielmehr durch die Aussagen der Patentansprüche.

Claims

Verfahren zum Aufbringen eines Beschichtungsmaterials auf mehrere Blätter mit den folgenden Verfahrensschritten: (a) Bereitstellen mehrerer Blätter; (b) Überlappen der Blätter, so dass mindestens ein kleiner Teil jedes Blatts über einem kleinen Teil eines angrenzenden Blattes liegt, und mindestens ein kleiner Teil jedes Blattes unter einem kleinen Teil eines zweiten angrenzenden Blattes liegt; (c) Bereitstellen einer Beschichtungsmaterialquelle; (d) Anordnen des Beschichtungsmaterials auf einer Übertragungsfläche; (e) Aufbringen des Beschichtungsmaterials auf eine erste Hauptfläche der überlappenden Blätter durch kontaktieren der Blätter mit der Übertragungsfläche, um das Beschichtungsmaterial auf die Blätter aufzubringen, während die Blätter an der Übertragungsfläche vorbeigeführt werden; und (f) Sammeln der beschichteten Blätter.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Beschichtungsmaterial ein druckempfindlicher Kleber ist.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei das Beschichtungsmaterial ein druckempfindlicher Kleber auf Wasserbasis ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Blätter Papier sind.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei Schritt (d) das mindestens teilweise trocknen des Beschichtungsmaterials umfasst, während das Beschichtungsmaterial auf der Übertragungsfläche angeordnet ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Verfahren ferner einen Schritt (d') des Beschichtens eines Grundiermittels auf die erste Hauptfläche der Blätter und des Beschichtens eines Rückenversiegelungsmittels mit geringem Haftvermögen auf die zweite Hauptfläche der Blätter umfasst, wobei der Schritt (d') nach dem Schritt (d) auftritt.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei die Grundiermittelbeschichtung und die Beschichtung des Rückenversiegelungsmittels mit geringem Haftvermögen gleichzeitig durchgeführt werden.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei der Schritt (d') ferner das Trocknen des Grundiermittels und des Rückenversiegelungsmittels mit geringem Haftvermögen auf den Blättern umfasst.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei das Grundiermittel und das Rückenversiegelungsmittel mit geringem Haftvermögen mit einer ausreichenden Geschwindigkeit getrocknet werden, um ein Kräuseln und Knittern der Blätter zu vermeiden.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei das Grundiermittel und das Rückenversiegelungsmittel mit geringem Haftvermögen durch Hochfrequenzstrahlung getrocknet werden.