EP0029865B1 - Apparatus and process for coating moving webs of e.g. paper or board - Google Patents

Apparatus and process for coating moving webs of e.g. paper or board Download PDF

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EP0029865B1
EP0029865B1 EP79104840A EP79104840A EP0029865B1 EP 0029865 B1 EP0029865 B1 EP 0029865B1 EP 79104840 A EP79104840 A EP 79104840A EP 79104840 A EP79104840 A EP 79104840A EP 0029865 B1 EP0029865 B1 EP 0029865B1
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EP
European Patent Office
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scraper
web
entry
support roll
coating
Prior art date
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EP79104840A
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EP0029865A1 (en
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Rainer Esser
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Zanders Feinpapiere AG
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Zanders Feinpapiere AG
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    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H25/00—After-treatment of paper not provided for in groups D21H17/00 - D21H23/00
    • D21H25/08—Rearranging applied substances, e.g. metering, smoothing; Removing excess material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C—APPARATUS FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C11/00—Component parts, details or accessories not specifically provided for in groups B05C1/00 - B05C9/00
    • B05C11/02—Apparatus for spreading or distributing liquids or other fluent materials already applied to a surface ; Controlling means therefor; Control of the thickness of a coating by spreading or distributing liquids or other fluent materials already applied to the coated surface
    • B05C11/023—Apparatus for spreading or distributing liquids or other fluent materials already applied to a surface
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H5/00—Special paper or cardboard not otherwise provided for
    • D21H5/0005—Processes or apparatus specially adapted for applying liquids or other fluent materials to finished paper or board, e.g. impregnating, coating
    • D21H5/006—Controlling or regulating
    • D21H5/0062—Regulating the amount or the distribution, e.g. smoothing, of essentially fluent material already applied to the paper; Recirculating excess coating material applied to paper

Definitions

  • the invention relates to the coating of paper or cardboard webs with conventional pigment dispersions, in particular the setting of the wet application weight of the coating material.
  • the dry application weights are between 5 and 35 g / m 2 .
  • the coatings are usually made from an aqueous dispersion with different dry matter contents, so that the wet application weights are considerably higher. It has proven to be expedient to first apply an excess of coating material to the running material web and then to remove it again from the surface by means of metering devices, the aim being at the same time to smooth the coating surface.
  • the known metering devices include roller applicators in connection with metering rollers, so-called reserve roll coaters, roller scraper metering devices, also known as squeegees, and smoothing scraper devices, better known under the abbreviation Blade.
  • the coated material web is carried by a support device, for example a roller, and is carried by the metering unit, e.g. As a blade or squeegee, a pressure is exerted on the web which counteracts the coating composition.
  • a support device for example a roller
  • the metering unit e.g. As a blade or squeegee, a pressure is exerted on the web which counteracts the coating composition.
  • DE-B-1 071 039 describes a device for regulating the application weight, in which the web is carried on the uncoated side by a support roller referred to as a coating drum, while a doctor blade arranged on the coated side is provided for adjusting the application weight.
  • This doctor blade is arranged on a rotatably mounted shaft and can be pressed against the running web with a selectable contact pressure.
  • US-A-2051403 discloses a coating device in which the essential is the formation of the scraper.
  • This stripper which is designed in a special form, has two different radii in the course of its curvature, the end of the inlet flank not being intended to be a sharp edge, since such a surface leads to a faulty surface and unsatisfactory results.
  • GB-A-968617 describes a scraper with which an application thickness which fluctuates regularly in the direction of travel of the web is obtained.
  • the stripper is designed as a soft cylindrical part and the web is supported by a flat plate at the moment of stripping.
  • the lower edge of the scraper is kept at a distance from the web.
  • the scraper has a convex surface after the narrowest point, which ends abruptly in a groove, so that a step is formed. This stage formation is intended to return coating material adhering to the stripper to the web at periodic intervals.
  • US-A-1925092 describes a smoothing device for coatings with a cylindrical scraper which has a sharp edge by making a groove. It is also proposed that the cylinder can have several such grooves, so that it can be rotated through 180 ° for cleaning without having to interrupt the coating process. In order to be able to exert the necessary contact pressure, the web is guided around the inlet flank of the wipers.
  • US-A-2 344 232 describes a scraper with a convex curved surface on the inlet side, which ends with a sharp edge, the scraper then having a profile perpendicular to the tangent of the curved surface.
  • the radius of curvature of the inlet flank should be between 4.8 and 25.4 mm. The web is guided over the edge of the scraper without a counter-pressure roller.
  • US-A-3453137 is directed to a specific design of the wiper end of a blade in the form of a movably placed strip with a flat contact surface for coating, which ends in a sharp, running edge.
  • US-A-2534320 describes a stripper with a sheet thickness between 3 and 12 mm, the inlet flank of which ends in a sharp edge, the radius of curvature of the inlet flank roughly matching the radius of curvature of 150 mm of the roller supporting the web with an elastic surface .
  • the scraper is arranged in a rotatable holder and can be pressed onto the web surface with different pressure, so that the surface of the support roller is deformed.
  • the application thickness depends on the roller diameter, the hardness of the roller surface and the peripheral speed of the rollers.
  • Blade blades and doctor blades are, by themselves, not sufficiently stable tools and require brackets and guides that give them the required straightness, bending strength and resistance to the back pressure of the coating material. Particularly high demands are made on the designs of such mounts. With today's common web widths of several meters and web speeds of up to 1200 m per minute, the requirements can only be met to a certain extent by appropriate design.
  • the rollers used can be adjusted with the required accuracy even with large widths, but the surface qualities achieved with them often do not meet the requirements, because after passing through the zone with the highest pressure, touching the layer surface is still unavoidable. This causes the coating to split with more or less severe loss of surface smoothness. Depending on the doctor blade diameter, this effect also occurs with these metering devices. In contrast, the blade blades have a sharp edge delimiting the coating zone and thus avoid subsequent contact.
  • one or the other of the known metering devices has proven to be more suitable. In practice, roller metering has proven itself better for higher coat weights, while smooth scraping devices are preferred for low coat weights and high web speeds.
  • the currently possible and usual coating systems can have working widths of up to 6000 mm.
  • the working speeds and the application weights are heavily dependent on the types and the desired properties; for LWC paper (LWC is derived from light weight coated), for example, they are up to 1200 m / min. with application weights up to 10 g / m 2 and side; for cardboard, for example, up to 250 m per minute with application weights of around 30 g / m2. per page and for so-called art paper up to 600 m per minute with application weights of approx. 25 g / M 2.
  • the object of the present invention is to provide a device for setting application weights for web coatings and to demonstrate a method in which paper webs are coated with conventional pigment dispersions, both low and high wet application weights having very good surface qualities being achieved by different modes of operation.
  • the invention relates to a device for coating running webs, for example paper or cardboard, in which an excess of coating material is removed with a fixed scraper, which has a curved inlet flank on the inlet side with a sharp-edged end, which with preselectable pressure on the coated Side can be pressed against a roller with an elastic surface supporting the running web on the uncoated side and the scraper can be pivoted about an axis (D) running parallel to the central axis (B) of the support roller.
  • a fixed scraper which has a curved inlet flank on the inlet side with a sharp-edged end, which with preselectable pressure on the coated Side can be pressed against a roller with an elastic surface supporting the running web on the uncoated side and the scraper can be pivoted about an axis (D) running parallel to the central axis (B) of the support roller.
  • the distinguishing feature is that the rigid scraper is designed as a roller sector, the infusion tank has a radius of curvature of 50-200 mm and the sharp-edged end of the scraper can be pressed against the web in a line that is in a line through the central axis (B) the support roller and the axis of rotation (D) of the scraper defined plane.
  • the invention further relates to a method for coating running webs with the claimed device, in which first an excess of coating material is applied to the web and then the excess with a fixed Ab Scraper is removed again, or in which the scraper also serves as an application device and the scraper presses into the elastic surface of the support roller.
  • the distinguishing feature is that in order to achieve low wet application weights, the press zone is shortened and the angle of the inlet gap between the support roller and the inlet flank of the scraper is increased by swiveling the scraper around its axis of rotation, the sharp-edged end of the inlet flank of the scraper being 0.5-100 mm from the plane that forms the center axis (B) of the support roller and axis of rotation (D) of the stripper, after which the side facing the inlet gap is removed, or that the pressing zone is lengthened in order to achieve high wet application weights by extending the stripper about its axis of rotation (D) pivots, the sharp-edged end of the inlet flank of the scraper 0.5-5.0 mm out of the plane, form the central axis (B) of the support roller and axis of rotation (D) of the scraper, after the side facing away from the inlet gap is removed.
  • Embodiments of the device according to the invention are characterized in the subclaims.
  • Figure 1 A material web, for example a paper or cardboard web 1, is fed to the support roller 2 via a deflection roller 3, wraps around it and is discharged again via a further deflection roller 3 and reaches subsequent parts of the coating system, for example a dryer, not shown.
  • a customary and known application unit 4 With the help of a customary and known application unit 4, an excess of coating material is applied to the web and in the press zone, formed by the support roller 2 and the stripper 5, removed from the web 1 and reaches a collecting trough (not shown).
  • the set coating thickness 8 remains on the web 1 behind the stripper 5.
  • the center distance of the parallel axes, the central axis B, the support roller 2 and the rotational or pivoting axis D of the stripper 5 can be set very precisely and reproducibly.
  • the support roller 2, the wiper 5, which is shown in simplified form as the roller sector, and the application unit 4, which is only shown schematically and by way of example, are accommodated in a stable frame which contains the necessary drive devices for the application unit 4 and the support roller 2.
  • the distance between the axes B and D can be adjusted via the bearings of the stripper 5 on both sides in the frame. By reducing this distance, a pressure in the direction of the central axis B of the support roller 2 can be exerted by means of the stripper 5 and a press zone can be formed between the elastic surface of the support roller 2 and the stripper 5.
  • the coated web passes through this press zone, in which the application thickness is set.
  • the stripper 5 is pivotable about its axis D, so that both the sharp-edged end of the inlet flank 6 and any points on the curved inlet flank 7 of the stripper 5 can be brought into contact with the surface of the coated web to form the press zone.
  • the facilities required for the exact and reproducible setting of the scraper 5 are accommodated in or on the chair.
  • the desired contact pressure on the support roller will be generated mechanically, hydraulically or pneumatically via the ends of the stripper 5 on both sides.
  • pneumatic systems have proven themselves better than mechanical or hydraulic systems and are therefore preferred for use in the device according to the invention.
  • FIG. 2 In this arrangement, which differs from FIG. 1, the material web is brought to the support roller 2 via a deflection roller 3, wraps around it and is removed via a second support roller 3.
  • the stripper 5 in combination with the trough 9 and the web 1 forms the application station in which the application thickness of the coating material is also regulated by means of the stripper 5.
  • the shape of the cross-section of the scraper is freely selectable, only a cross-section is required which results in a rigid scraper even with working widths of 3000-5000 mm and which has a curved inlet flank with a sharp-edged end and an axis of rotation.
  • a preferred embodiment of the scraper 5 is that as a sector of a roller with the axis of rotation D, the curved inlet flank 7 and the sharp-edged end 6.
  • the radius of curvature of the inlet flank 7 can be between 30 and 500 mm. Radii of 50 to 200 mm are preferred. Radii from 75 to 130 mm have proven particularly useful.
  • the sharp end 6 of the inlet flank 7 is formed with the help of an interchangeable hard metal rail.
  • one side of the rail is ground in accordance with the radius of curvature of the inlet flank in order to avoid discontinuities in the inlet flank.
  • 10 mm thick stainless steel rails have proven successful, but other corrosion-resistant materials can also be used if they are sufficiently hard and abrasion-resistant, for example appropriate plastics.
  • FIG 3 This embodiment, in which several wipers 5 are combined into one unit, offers the advantage that the individual wipers 5 can have not only the same, but also differently curved inlet flanks 7.
  • a plurality of wipers 5 are arranged on a cylindrical body 12, for example a roller body. These wipers are advantageously evenly distributed over the surface of the roller body. Symmetrical arrangements are preferred, but not a requirement.
  • the radius of the roller body is expediently chosen to be so large that it is identical to the largest desired radius of curvature of the inlet flanks 7. As a result, part of the surface of the roller body forms the inlet flank 7 of one or more wipers 5.
  • the sharp-edged ends of the inlet flanks 6 of all wipers 5 arranged on the roller body 12 are equidistant from the axis of rotation D of the roller body. Desired smaller radii of curvature of a part of the wipers 5 are produced by appropriately working out the inlet flanks 7 without the need to change the distance between the edges 6 and the center of the roll.
  • the required stripper 5 with its sharp-edged end 6 can be brought into the working position with respect to the support roller.
  • This embodiment makes it possible to replace the stripper 5 by simply swiveling the roller body about its axis of rotation D without major interruptions in operation.
  • Such a change may be necessary, for example, if the sharp-edged end 6 of the curved inlet flank 7 is defective or dirty.
  • a different radius of curvature of the inlet flank 7 of the scraper may also be required when changing the product to change the application weight.
  • no conversion is necessary in this case, it is sufficient to swivel the roller body in order to bring the required wiper 5 into the working position.
  • the radii of curvature of the inlet flanks used in this embodiment are the same as in the formation of the wipers as roller sectors and are between 30 and 500 mm.
  • the radius of the support roller 2 not shown in FIG. 3 but in FIGS. 1 and 2 is 150-500 mm, depending on the working width, with larger working widths generally requiring larger radii in order to avoid deflections.
  • the back-up roller has an elastic covering on a hard core. Synthetic rubber types or synthetic polymers with the necessary elasticity are suitable for this.
  • the surface hardness of the backup roller can be determined using various measurement methods. Pusey and Jones plastometers (P + J units, measured with the% "ball) or Shore hardness measuring devices (Shore A, measured with truncated cone) are common.
  • the preferred embodiments of the method according to the invention, in which the scraper is pivoted about its axis of rotation enables the application weight to be set in a particularly large area.
  • a flat inlet gap and an extension of the press zone between the scraper and backup roller are required.
  • the edge of the scraper is removed on the side facing away from the inlet gap on the plane which forms the central axis B of the support roller and the axis of rotation D of the scraper.
  • the scraper is pivoted so that the edge is removed from the plane on the side facing away from the inlet gap. Only a small distance, up to about 5 mm, is possible without sacrificing the quality of the line surface.
  • the highest wet application weights are achieved for a given radius of curvature of the inlet flank of the scraper.
  • the application weight is also dependent on the contact pressure of the scraper, the properties of the material to be coated, for example the base paper, the properties of the coating material and the machine speed.
  • a steep inlet gap and a short press zone are required to keep the application weight as low as possible.
  • the scraper is rotated about its axis and the edge, ie the sharp-edged end of the inlet flank, is removed from the plane of the axes of the support roller and scraper on the side facing the inlet nip.
  • the distance of the edge from the plane can be 0.5-100 mm. In the normal case, however, for a given radius of curvature and constant contact pressure of the scraper, about 50 mm, for example, are sufficient to reduce the application weight from 30 g / m 2 and side to 7 g / m 2 and less.
  • the surface hardness of the backup roller also has an influence. A shorter press zone is created on harder surfaces with a correspondingly low press-in depth of the scraper, so that the distance of the edge from the plane required for a certain weight reduction is smaller than with softer support roller surfaces.
  • the main effect is achieved by increasing the inlet angle of the metering gap. The larger the angle, ie the steeper the scraper engages, the lower the application weight if the parameters are otherwise unchanged.
  • the angle can be influenced by a corresponding choice of the radius of curvature of the inlet flank of the scraper and also by an arrangement of the support roller and scraper, in which the axes lie on an inclined plane.
  • these possibilities of influence are exhausted during the construction of the plant and are then no longer variable.
  • the preferred embodiment of the invention, in which a plurality of wipers are arranged on a cylindrical body, has proven to be particularly advantageous in this regard, since a number of different radii of curvature are available without major retooling.
  • a so-called coating base paper with a weight per unit area of 75 g / m 2 should be coated A) with 7 g / m 2 or B) with 25 g / m 2 of a coating composition of the following composition:
  • the coating color also contains the necessary proportions of dispersing aid, defoamer and other customary additives.
  • the coating system has the arrangement shown in FIG. 1.
  • the web width is 315 cm.
  • the design according to FIG. 3 is used as the scraper, 4 scraper having the same radius of curvature (150 mm) being arranged on the roller body.
  • the backup roller has a diameter of 800 mm, the surface hardness is 46 Shore A (140 P + J units).
  • an excess of coating material is first applied by means of a conventional dipping roller and removed again by the wiper.
  • the sharp-edged end of the scraper is pressed so strongly against the coated web surface that the hydrodynamic pressure of the coating material that builds up is overcome and a pressing zone is formed while pressing in the elastic surface of the support roller. Because of this elasticity, a gap is formed between the support roller surface and the scraper edge in the operating state, through which the coated web passes with a defined application thickness.
  • the desired application thickness remains on the web. Higher pressure and a short press zone reduce the coating thickness. Conversely, longer press zones or lower pressure lead to high application weights.
  • a short pressing zone is achieved in that the sharp-edged end of the stripper is pressed against the web surface so strongly at the point formed in the plane formed by the central axis of the support roller and the axis of rotation of the stripper that the support roller surface is pressed in.
  • a shorter or longer press zone is created, with smaller radii shortening the press zone.
  • the pressing zone can be shortened even further by swiveling the stripper around its axis of rotation, whereby the sharp-edged end of the inlet flank of the stripper is removed from the plane, the central axis of the support roller and the axis of rotation of the stripper, to the side of the inlet gap. This increases the angle of the inlet gap between the support roller and the inlet flank of the scraper.
  • the enlargement has the same effect as the reduction in the radius of curvature of the inlet flank of the scraper.
  • An extension of the pressing zone for a given radius of curvature of the inlet flank is achieved by swiveling the scraper around its axis of rotation, the sharp-edged end of the inlet flank forming out of the plane, the central axis of the support roller and the axis of rotation of the scraper, after the side facing away from the inlet nip is removed .
  • a major advantage of the method according to the invention is that, regardless of the desired application weight, such a contact pressure can always be selected that enables the gap to be formed exactly across the web, even with larger working widths.
  • the prerequisite for this is the correct elasticity of the support roller surface, which must enable the stripper to be pressed so hard that a deformation of the support roller surface creates a stable press zone that is exactly the same across the web and the rigid stripper.
  • the contact pressure should be as low as possible, taking into account the design effort of the scraper, back-up roller and their bearings in the frame. However, it must be so large that at least that of the usual web speeds of up to 1200 m / min. building hydrodynamic pressure of the coating is compensated.
  • a further advantage of the method according to the invention is that very different application weights with less fluctuations than previously customary are possible with only one device, in particular in large work areas. In this way, the surface and transparency of the coating are achieved in a way that was previously only possible with different metering devices specially adapted to high or low application weights.
  • the advantage of the stripper which is inherently rigid according to the invention, is that it can not only be produced with the required accuracy without great difficulty, but can also be adjusted with great accuracy and reproducibility across the web.
  • the metering gap which forms between the support roller and the scraper during operation is of equal thickness at all points across the web and permits less deviations from the target weight than was possible with the metering devices known hitherto.
  • the device is of course also suitable for dosing coating compositions which do not contain pigment.

Landscapes

  • Paper (AREA)
  • Coating Apparatus (AREA)

Abstract

1. Apparatus for coating travelling webs (1), for instance of paper or cardbord, by means of which an excess of coating material is removed by a stationary scraper (5), said scraper having a curved entry flank (7) on the entry side, said entry flank (7) having a sharp-edged end (6) which can be pressed with a predetermined pressure on the coated side against a supporting roll (2) which supports the travelling web (1) on the non-coated side an which has an elastic surface, and the scraper (5) being pivotable about an axis (D) extending parallel to the central axis (B) of the support roll (2), characterized in that the inherently rigid scraper (5) is designed as a sector of a roll, the entry flank (7) has a radius of curvature of from 50-200 mm and the sharp-edged end (6) of the scraper (5) can be pressed against the web in a line which lies in a plane defined by the central axis (B) of the support roll (2) and the pivot axis (D) of the scraper (5).

Description

Die Erfindung betrifft das Beschichten-von Papier- oder Kartonbahnen mit üblichen Pigmentdispersionen, insbesondere das Einstellen des Nassauftragsgewichtes des Beschichtungsmaterials.The invention relates to the coating of paper or cardboard webs with conventional pigment dispersions, in particular the setting of the wet application weight of the coating material.

Um die Bedruckbarkeit von Papieroberflächen zu verbessern und den speziellen Druckverfahren anzupassen, werden derartige Papieroberflächen mit Pigment/Bindemitteldispersionen beschichtet. Je nach Verwendungszweck liegen die Trokkenauftragsgewichte zwischen 5 und 35 g/m2. Die Beschichtungen erfolgen üblicherweise aus wässriger Dispersion mit unterschiedlichen Gehalten an Trockensubstanz, so dass die Nassauftragsgewichte erheblich höher liegen. Es hat sich als zweckmässig erwiesen, zunächst einen Überschuss an Beschichtungsmaterial auf die laufende Materialbahn aufzubringen und diesen anschliessend mittels Dosiereinrichtungen wieder von der Oberfläche zu entfernen, wobei gleichzeitig eine Glättung der Beschichtungsoberfläche angestrebt wird. Zu den bekannten Dosiereinrichtungen gehören Walzenauftragswerke in Verbindung mit Dosierwalzen, sogenannte Reserve-Rollcoater, Rollschaberdosiereinrichtungen, auch Rakel genannt, und Glättschabereinrichtungen, bekannter unter der Kurzbezeichnung Blade.In order to improve the printability of paper surfaces and to adapt them to the special printing processes, such paper surfaces are coated with pigment / binder dispersions. Depending on the intended use, the dry application weights are between 5 and 35 g / m 2 . The coatings are usually made from an aqueous dispersion with different dry matter contents, so that the wet application weights are considerably higher. It has proven to be expedient to first apply an excess of coating material to the running material web and then to remove it again from the surface by means of metering devices, the aim being at the same time to smooth the coating surface. The known metering devices include roller applicators in connection with metering rollers, so-called reserve roll coaters, roller scraper metering devices, also known as squeegees, and smoothing scraper devices, better known under the abbreviation Blade.

Beim Dosiervorgang wird die beschichtete Materialbahn von einer Stützeinrichtung, beispielsweise einer Walze getragen und von dem Dosieraggregat, z. B. Blade oder Rakel, ein Druck auf die Bahn ausgeübt, der der Beschichtungsmasse entgegenwirkt.During the metering process, the coated material web is carried by a support device, for example a roller, and is carried by the metering unit, e.g. As a blade or squeegee, a pressure is exerted on the web which counteracts the coating composition.

So beschreibt die DE-B-1 071 039 eine Vorrichtung zum Regulieren des Auftragsgewichtes, bei der die Bahn auf der unbeschichteten Seite von einer als Streichtrommel bezeichneten Stützwalze getragen wird, während ein auf der beschichteten Seite angeordnetes Rakelmesser zum Einstellen des Auftragsgewichtes vorgesehen ist. Dieses Rakelmesser ist auf einer drehbar gelagerten Welle angeordnet und kann mit wählbarem Anpressdruck an die laufende Bahn angedrückt werden.For example, DE-B-1 071 039 describes a device for regulating the application weight, in which the web is carried on the uncoated side by a support roller referred to as a coating drum, while a doctor blade arranged on the coated side is provided for adjusting the application weight. This doctor blade is arranged on a rotatably mounted shaft and can be pressed against the running web with a selectable contact pressure.

Aus der DE-C-486149 ist eine Vorrichtung mit einem Abstreifmesser bekannt, bei dem die wirksame Kante des Messers abgerundet ist.From DE-C-486149 a device with a doctor blade is known in which the effective edge of the knife is rounded.

US-A-2051403 offenbart eine Streicheinrichtung, bei der das Wesentliche in der Ausbildung des Abstreifers besteht. Dieser in besonderer Form ausgebildete Abstreifer weist im Verlaufe seiner Krümmung zwei unterschiedliche Radien auf, wobei das Ende der Einlaufflanke keine scharfe Kante sein soll, da eine solche zu einer fehlerhaften Oberfläche und unbefriedigenden Ergebnissen führt.US-A-2051403 discloses a coating device in which the essential is the formation of the scraper. This stripper, which is designed in a special form, has two different radii in the course of its curvature, the end of the inlet flank not being intended to be a sharp edge, since such a surface leads to a faulty surface and unsatisfactory results.

In GB-A-968617 ist ein Abstreifer beschrieben, mit dem eine in Laufrichtung der Bahn regelmässig schwankende Auftragsdicke erhalten wird. Der Abstreifer ist als weiches zylindrisches Teil ausgebildet und die Bahn wird durch eine flache Tafel gestützt im Moment des Abstreifens. Die Unterkante des Abstreifers wird in Abstand von der Bahn gehalten. Der Abstreifer weist eine konvexe Fläche nach der engsten Stelle auf, die abrupt in einer Nut endet, so dass eine Stufe ausgebildet wird. Durch diese Stufenausbildung soll am Abstreifer haftendes Beschichtungsmaterial in periodischen Abständen auf die Bahn zurückgeführt werden.GB-A-968617 describes a scraper with which an application thickness which fluctuates regularly in the direction of travel of the web is obtained. The stripper is designed as a soft cylindrical part and the web is supported by a flat plate at the moment of stripping. The lower edge of the scraper is kept at a distance from the web. The scraper has a convex surface after the narrowest point, which ends abruptly in a groove, so that a step is formed. This stage formation is intended to return coating material adhering to the stripper to the web at periodic intervals.

US-A-1925092 beschreibt eine Glätteinrichtung für Beschichtungen mit einem zylindrischen Abstreifer, der durch Anbringen einer Nut eine scharfe Kante aufweist. Es wird auch vorgeschlagen, dass der Zylinder mehrere solche Nuten aufweisen kann, so dass zur Reinigung ein Drehen um 180° erfolgen kann, ohne dass der Streichvorgang unterbrochen werden muss. Um den erforderlichen Anpressdruck ausüben zu können, wird die Bahn um die Einlaufflanke der Abstreifer geführt.US-A-1925092 describes a smoothing device for coatings with a cylindrical scraper which has a sharp edge by making a groove. It is also proposed that the cylinder can have several such grooves, so that it can be rotated through 180 ° for cleaning without having to interrupt the coating process. In order to be able to exert the necessary contact pressure, the web is guided around the inlet flank of the wipers.

In US-A-2033379 ist beschrieben, dass die Ausbildung des Abstreifers mit einer gekrümmten oder zylindrischen Oberfläche, die mit einer scharfen Kante endet, ein glattes Abstreifen ermöglicht. Dabei wird die Bahn zunächst um die gekrümmte Oberfläche des Abstreifers geführt und dann um die scharfe Kante gezogen, so dass diese wirksam wird. Die Wirkung dieses Abstreifers beruht auf dem Gleitkontakt der Bahn mit der gekrümmten Oberfläche des Abstreifers und dem raschen Druckabfall an der Kante, wobei ausdrücklich angegeben ist, dass Rattermarken entstehen, wenn die Bahn an einer anderen Stelle als der scharfen Kante vom Abstreifer weggeführt wird.In US-A-2033379 it is described that the formation of the scraper with a curved or cylindrical surface, which ends with a sharp edge, enables a smooth scraping. The web is first passed around the curved surface of the scraper and then drawn around the sharp edge so that it becomes effective. The effect of this scraper is based on the sliding contact of the web with the curved surface of the scraper and the rapid pressure drop at the edge, whereby it is expressly stated that chatter marks occur when the web is led away from the scraper at a location other than the sharp edge.

US-A-2 344 232 beschreibt einen Abstreifer mit einer konvex gekrümmten Fläche auf der Einlaufseite, die mit einer scharfen Kante endet, wobei der Abstreifer dann einen senkrecht auf der Tangente der gekrümmten Fläche stehenden Verlauf aufweist. Der Krümmungsradius der Einlaufflanke soll zwischen 4,8 und 25,4 mm liegen. Die Bahn wird ohne Gegendruckwalze über die Kante des Abstreifers geführt.US-A-2 344 232 describes a scraper with a convex curved surface on the inlet side, which ends with a sharp edge, the scraper then having a profile perpendicular to the tangent of the curved surface. The radius of curvature of the inlet flank should be between 4.8 and 25.4 mm. The web is guided over the edge of the scraper without a counter-pressure roller.

US-A-3453137 richtet sich auf eine bestimmte Ausbildung des Abstreiferendes einer Bladeklinge in Form einer beweglich aufgesetzten Leiste mit einer ebenen Kontaktfläche zur Beschichtung, die in einer scharfen ablaufenden Kante endet.US-A-3453137 is directed to a specific design of the wiper end of a blade in the form of a movably placed strip with a flat contact surface for coating, which ends in a sharp, running edge.

In der US-A-2534320 ist ein Abstreifer mit einer Blattstärke zwischen 3 und 12 mm beschrieben, dessen Einlaufflanke in einer scharfen Kante endet, wobei der Krümmungsradius der Einlaufflanke etwa mit dem Krümmungsradius von 150 mm der die Bahn stützenden Walze mit einer elastischen Oberfläche übereinstimmt. Der Schaber ist in einer drehbaren Halterung angeordnet und kann mit unterschiedlichem Druck an die Bahnoberfläche angepresst werden, so dass die Oberfläche der Stützwalze deformiert wird.US-A-2534320 describes a stripper with a sheet thickness between 3 and 12 mm, the inlet flank of which ends in a sharp edge, the radius of curvature of the inlet flank roughly matching the radius of curvature of 150 mm of the roller supporting the web with an elastic surface . The scraper is arranged in a rotatable holder and can be pressed onto the web surface with different pressure, so that the surface of the support roller is deformed.

Je nach Druckhöhe und Stellung der Dosiereinrichtung zur Oberfläche der beschichteten Materialbahn verbleibt eine mehr oder weniger starke Schicht auf der Warenbahn. Das gleiche. gilt im Prinzip auch für die bekannten Walzenauftrags- und Dosiersysteme. In diesem Falle hängt die Auftragsstärke vom Walzendurchmesser, der Härte der Walzenoberfläche und er Umfangsgeschwindigkeit der Walzen ab. Bladeklinge und Rakelstab sind, für sich betrachtet, keine ausreichend stabilen Werkzeuge und bedürfen Halterungen und Führungen, die ihnen die erforderliche Gradlinigkeit, Verbiegungsfestigkeit und Resistenz gegenüber dem Gegendruck der Beschichtungsmasse verleihen. Besonders hohe Anforderungen bestehen an die Ausführungen derartiger Halterungen. Bei den heute üblichen Bahnbreiten von mehreren Metern und Bahngeschwindigkeiten bis zu 1200 m pro Minute können die Anforderungen nur bis zu einem gewissen Grade durch entsprechend konstruktive Gestaltungen erfüllt werden. Das hat zur Folge, dass die bekannten Dosiereinrichtungen insbesondere dann nicht befriedigen, wenn zur Erzielung höherer Auftragsgewichte nur geringe Drücke dem Beschichtungsstrom entgegengebracht werden dürfen. Schon geringe Abweichungen in der Gradlinigkeit, durch Fertigungstoleranzen oder durch andere Ursachen bedingt, führen zu erheblichen Schwankungen der Auftragsmengen quer zur Bahn nach der Dosierung. Man hat versucht, die Gradlinigkeit durch Unterstützung zum Beispiel der Bladeklinge mit Hilfe von Druckschläuchen zu verbessern. Die Ergebnisse sind, insbesondere bei grösseren Bahnbreiten, unbefriedigend.Depending on the pressure level and the position of the metering device relative to the surface of the coated material web, a more or less thick layer remains on the material web. The same. in principle also applies to the known roller application and dosing systems. In this case, the application thickness depends on the roller diameter, the hardness of the roller surface and the peripheral speed of the rollers. Blade blades and doctor blades are, by themselves, not sufficiently stable tools and require brackets and guides that give them the required straightness, bending strength and resistance to the back pressure of the coating material. Particularly high demands are made on the designs of such mounts. With today's common web widths of several meters and web speeds of up to 1200 m per minute, the requirements can only be met to a certain extent by appropriate design. The consequence of this is that the known metering devices are unsatisfactory in particular if only low pressures may be applied to the coating stream in order to achieve higher application weights. Even small deviations in straightness, due to manufacturing tolerances or other causes lead to considerable fluctuations in the order quantities across the web after dosing. Attempts have been made to improve the straightness by supporting, for example, the blade with the help of pressure hoses. The results are unsatisfactory, especially with larger web widths.

Bei den Walzeneinrichtungen können die verwendeten Walzen mit der erforderlichen Genauigkeit auch bei grossen Breiten eingestellt werden, die damit erzielten Oberflächenqualitäten entsprechen jedoch häufig nicht den Anforderungen, weil durch die Walze nach Durchlaufen der Zone mit dem höchsten Druck noch eine Nachberührung der Schichtoberfläche unvermeidbar ist. Dies bedingt eine Spaltung der Beschichtung mit mehr oder weniger starken Einbussen an Oberflächenglätte. Je nach Rakeldurchmesser tritt dieser Effekt auch bei diesen Dosiereinrichtungen auf. Demgegenüber weisen die Bladeklingen eine die Streichzone begrenzende scharfe Kante auf und vermeiden so die Nachberührung. Je nach Auftragsgewicht, Bahngeschwindigkeit und Fliessverhalten der Beschichtungsmassen hat sich die eine oder die andere der bekannten Dosiereinrichtungen als besser geeignet erwiesen. In der Praxis haben sich Walzendosierungen bei höheren Strichgewichten besser bewährt, während bei niedrigen Strichgewichten und hohen Bahngeschwindigkeiten Glättschabeeinrichtungen bevorzugt verwendet werden. Mit der Entscheidung über die Installation eines bestimmten Auftrags- und Dosiersystems einer Beschichtungsanlage wurde damit indirekt auch über die optimal herstellbare Produktpalette entschieden. Mit zunehmender Anlagengrösse und damit verbundenen höheren Investitionskosten und dem Einbau der Beschichtungseinrichtungen in Papiererzeugungsanlagen _ erwies sich diese Festlegung als nachteilhaft, weil die von den Abnehmern der beschichteten Papiere geforderte ständige Produktanpassung und die dazu notwendige Flexibilität mit Einzweckaggregaten nicht zu verwirklichen sind.In the roller devices, the rollers used can be adjusted with the required accuracy even with large widths, but the surface qualities achieved with them often do not meet the requirements, because after passing through the zone with the highest pressure, touching the layer surface is still unavoidable. This causes the coating to split with more or less severe loss of surface smoothness. Depending on the doctor blade diameter, this effect also occurs with these metering devices. In contrast, the blade blades have a sharp edge delimiting the coating zone and thus avoid subsequent contact. Depending on the application weight, web speed and flow behavior of the coating compositions, one or the other of the known metering devices has proven to be more suitable. In practice, roller metering has proven itself better for higher coat weights, while smooth scraping devices are preferred for low coat weights and high web speeds. With the decision about the installation of a specific application and dosing system of a coating system, the decision was also made indirectly about the optimally producible product range. With the increasing size of the plant and the associated higher investment costs and the installation of the coating equipment in paper production plants, this determination proved to be disadvantageous because the constant product adjustment required by the buyers of the coated papers and the necessary flexibility cannot be realized with single-purpose units.

Die zur Zeit möglichen und üblichen Beschichtungsanlagen können Arbeitsbreiten bis zu 6000 mm aufweisen. Die Arbeitsgeschwindigkeiten und die Auftragsgewichte sind stark von den Sorten und den gewünschten Eigenschaften abhängig; sie betragen beispielsweise für LWC-Papier (LWC ist abgeleitet von light weight coated) bis zu 1200 m/Min. mit Auftragsgewichten bis zu 10 g/m2 und Seite; für Karton beispielsweise bis 250 m pro Minute mit Auftragsgewichten von etwa 30 g/m2. je Seite und für sogenannte Kunstdruckpapiere bis 600 m pro Minute mit Auftragsgewichten von etwa 25 g/M 2. The currently possible and usual coating systems can have working widths of up to 6000 mm. The working speeds and the application weights are heavily dependent on the types and the desired properties; for LWC paper (LWC is derived from light weight coated), for example, they are up to 1200 m / min. with application weights up to 10 g / m 2 and side; for cardboard, for example, up to 250 m per minute with application weights of around 30 g / m2. per page and for so-called art paper up to 600 m per minute with application weights of approx. 25 g / M 2.

Es bestand somit ein dringendes Bedürfnis bei derartigen Anlagen nach Dosiereinrichtungen für Bahnbeschichtungen, mit denen ohne Umrüsten sowohl bei niedrigen als auch bei hohen Arbeitsgeschwindigkeiten geringe und grössere Auftragsgewichte zu erzielen sind, ohne dass Qualitätseinbussen bei den Oberflächeneigenschaften auftreten.There was therefore an urgent need in such systems for metering devices for web coatings, with which small and large application weights can be achieved without retooling, both at low and at high working speeds, without any loss of quality in the surface properties.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung zum Einstellen von Auftragsgewichten bei Bahnbeschichtungen zur Verfügung zu stellen und ein Verfahren aufzuzeigen, bei dem Papierbahnen mit üblichen Pigmentdispersionen beschichtet werden, wobei durch unterschiedliche Betriebsweisen sowohl niedrige als auch hohe Nassauftragsgewichte mit sehr guten Oberflächenqualitäten erreicht werden.The object of the present invention is to provide a device for setting application weights for web coatings and to demonstrate a method in which paper webs are coated with conventional pigment dispersions, both low and high wet application weights having very good surface qualities being achieved by different modes of operation.

Gegenstand der Erfindung ist eine Vorrichtung zum Beschichten von laufenden Bahnen, beispielsweise Papier oder Karton, bei der ein Überschuss an Beschichtungsmaterial mit einem feststehenden Abstreifer entfernt wird, der auf der Einlaufseite eine gekrümmte Einlaufflanke mit einem scharfkantigen Ende aufweist, das mit vorwählbarem Druck auf der beschichteten Seite gegen eine die laufende Bahn auf der unbeschichteten Seite stützende Walze mit elastischer Oberfläche anpressbar ist und der Abstreifer um eine parallel zur Mittelachse (B) der Stützwalze verlaufenden Achse (D) schwenkbar ist.The invention relates to a device for coating running webs, for example paper or cardboard, in which an excess of coating material is removed with a fixed scraper, which has a curved inlet flank on the inlet side with a sharp-edged end, which with preselectable pressure on the coated Side can be pressed against a roller with an elastic surface supporting the running web on the uncoated side and the scraper can be pivoted about an axis (D) running parallel to the central axis (B) of the support roller.

Das Kennzeichnende besteht darin, dass der in sich starre Abstreifer als Walzensektor ausgebildet ist, die Eintaufftanke einen Krümmungsradius von 50-200 mm aufweist und das scharfkantige Ende des Abstreifers an die Bahn in einer Linie anpressbar ist, die in einer durch die Mittelachse (B) der Stützwalze und die Drehachse (D) des Abstreifers definierten Ebene liegt.The distinguishing feature is that the rigid scraper is designed as a roller sector, the infusion tank has a radius of curvature of 50-200 mm and the sharp-edged end of the scraper can be pressed against the web in a line that is in a line through the central axis (B) the support roller and the axis of rotation (D) of the scraper defined plane.

Gegenstand der Erfindung ist ferner ein Verfahren zum Beschichten von laufenden Bahnen mit der beanspruchten Vorrichtung, bei denen zunächst ein Überschuss an Beschichtungsmaterial auf die Bahn aufgebracht und anschliessend der Überschuss mit einem feststehenden Abstreifer wieder entfernt wird, oder bei dem der Abstreifer gleichzeitig als Auftragsvorrichtung dient und der Abstreifer in die elastische Oberfläche der Stützwalze eindrückt.The invention further relates to a method for coating running webs with the claimed device, in which first an excess of coating material is applied to the web and then the excess with a fixed Ab Scraper is removed again, or in which the scraper also serves as an application device and the scraper presses into the elastic surface of the support roller.

Das Kennzeichnende besteht darin, dass man zum Erzielen niedriger Nassauftragsgewichte die Presszone verkürzt und den Winkel des Einlaufspaltes zwischen Stützwalze und Einlaufflanke des Abstreifers vergrössert, indem man den Abstreifer um seine Drehachse schwenkt, wobei das scharfkantige Ende der Einlaufflanke des Abstreifers 0,5-100 mm aus der Ebene, die Mittelachse (B) der Stützwalze und Drehachse (D) des Abstreifers bilden, nach der dem Einlaufspalt zugewandten Seite entfernt wird, oder dass man zum Erzielen hoher Nassauftragsgewichte die Presszone verlängert, indem man den Abstreifer um seine Drehachse (D) schwenkt, wobei das scharfkantige Ende der Einlaufflanke des Abstreifers 0,5-5,0 mm aus der Ebene, die Mittelachse (B) der Stützwalze und Drehachse (D) des Abstreifers bilden, nach der dem Einlaufspalt abgewandten Seite entfernt wird.The distinguishing feature is that in order to achieve low wet application weights, the press zone is shortened and the angle of the inlet gap between the support roller and the inlet flank of the scraper is increased by swiveling the scraper around its axis of rotation, the sharp-edged end of the inlet flank of the scraper being 0.5-100 mm from the plane that forms the center axis (B) of the support roller and axis of rotation (D) of the stripper, after which the side facing the inlet gap is removed, or that the pressing zone is lengthened in order to achieve high wet application weights by extending the stripper about its axis of rotation (D) pivots, the sharp-edged end of the inlet flank of the scraper 0.5-5.0 mm out of the plane, form the central axis (B) of the support roller and axis of rotation (D) of the scraper, after the side facing away from the inlet gap is removed.

Ausgestaltungen der erfindungsgemässen Vorrichtung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.Embodiments of the device according to the invention are characterized in the subclaims.

Im folgenden wird die Erfindung anhand schematischer Schnittzeichnungen näher erläutert.

  • Fig. 1 zeigt im Schnitt schematisch eine Ausführungsform einer Dosiereinrichtung mit einer Bahnbeschichtungsanlage.
  • Fig. 2 zeigt schematisch eine andere mögliche Anordnung von Auftrags- und Dosiereinrichtung.
  • Fig. 3 zeigt eine Ausführung, bei der mehrere Abstreifer auf einem zylindrischen Walzenkörper angeordnet sind bzw. mehrere als Walzensektoren ausgebildete Abstreifer konstruktiv zu einer Einheit vereinigt sind.
The invention is explained in more detail below with the aid of schematic sectional drawings.
  • Fig. 1 shows schematically in section an embodiment of a metering device with a web coating system.
  • Fig. 2 shows schematically another possible arrangement of application and metering device.
  • Fig. 3 shows an embodiment in which a plurality of wipers are arranged on a cylindrical roller body or a plurality of wipers designed as roller sectors are structurally combined to form a unit.

Figur 1: Eine Materialbahn, beispielsweise eine Papier- oder Kartonbahn 1, wird über eine Umlenkwalze 3 an die Stützwalze 2 herangeführt, umschlingt diese und wird über eine weitere Umlenkwalze 3 wieder abgeführt und gelangt in anschliessende Teile der Beschichtungsanlage, beispielsweise einen nicht gezeigten Trockner. Mit Hilfe eines üblichen und bekannten Auftragswerkes 4 wird ein Überschuss an Beschichtungsmasse auf die Bahn aufgebracht und in der Presszone, gebildet von der Stützwalze 2 und dem Abstreifer 5, von der Bahn 1 entfernt und gelangt in eine nicht gezeigte Auffangwanne. Auf der Bahn 1 verbleibt hinter dem Abstreifer 5 die eingestellte Beschichtungsstärke 8. Der Achstabstand der parallelen Achsen, der Mittelachse B, der Stützwalze 2 und der Dreh- oder Schwenkachse D des Abstreifers 5 ist sehr exakt und reproduzierbar einstellbar. Bei der wiedergegebenen Anordnung von Stützwalze und Abstreifer liegen deren Achsen B und D in einer horizontalen Ebene. Dies ist nicht zwingend erforderlich; es sind auch Anordnungen möglich, bei denen die Ebene zwischen den Achsen von der Horizontale abweicht und mehr oder weniger geneigt ist. Dabei kann sowohl die Stützwalze als auch der Abstreifer das jeweils höher liegende Anlagenteil sein. Der Neigungswinkel der Ebene kann bis zu 90° betragen. Aus baulichen Gründen sind jedoch Winkel bis 45° bevorzugt.Figure 1: A material web, for example a paper or cardboard web 1, is fed to the support roller 2 via a deflection roller 3, wraps around it and is discharged again via a further deflection roller 3 and reaches subsequent parts of the coating system, for example a dryer, not shown. With the help of a customary and known application unit 4, an excess of coating material is applied to the web and in the press zone, formed by the support roller 2 and the stripper 5, removed from the web 1 and reaches a collecting trough (not shown). The set coating thickness 8 remains on the web 1 behind the stripper 5. The center distance of the parallel axes, the central axis B, the support roller 2 and the rotational or pivoting axis D of the stripper 5 can be set very precisely and reproducibly. In the arrangement of the support roller and the scraper shown, their axes B and D lie in a horizontal plane. This is not mandatory; Arrangements are also possible in which the plane between the axes deviates from the horizontal and is more or less inclined. Both the backup roller and the scraper can be the higher part of the system. The inclination angle of the plane can be up to 90 °. For structural reasons, however, angles up to 45 ° are preferred.

Die Stützwalze 2, der vereinfacht als Walzensektor wiedergegebene Abstreifer 5 und das nur beispielhaft und schematisch wiedergegebene Auftragswerk 4 sind in einer stabilen Stuhlung untergebracht, die die erforderlichen Antriebseinrichtungen für das Auftragswerk 4 und die Stützwalze 2 enthalten. Über die beidseitigen Lagerungen des Abstreifers 5 in der Stuhlung ist der Abstand zwischen den Achsen B und D einstellbar. Durch Verringerung dieses Abstandes kann mittels des Abstreifers 5 ein Druck in Richtung auf die Mittelachse B der Stützwalze 2 ausgeübt und eine Presszone zwischen den elastischen Oberfläche der Stützwalze 2 und dem Abstreifer 5 gebildet werden. Die beschichtete Bahn durchläuft diese Presszone, in der die Auftragsstärke eingestellt wird. Der Abstreifer 5 ist um seine Achse D schwenkbar, so dass sowohl das scharfkantige Ende der Einlaufflanke 6 als auch beliebige Stellen der gekrümmten Einlaufflanke 7 des Abstreifers 5 zur Bildung der Presszone in Kontakt mit der Oberfläche der beschichteten Bahn gebracht werden können. Die zur exakten und reproduzierbaren Einstellung des Abstreifers 5 erforderlichen Einrichtungen sind in oder an der Stuhlung untergebracht. Der gewünschte Anpressdruck an die Stützwalze wird über die beidseitigen Enden des Abstreifers 5 mechanisch, hydraulisch oder pneumatisch erzeugt werden. Derartige Einrichtungen sind bekannt. In der Praxis haben sich pneumatische Anlagen besser bewährt als mechanische oder hydraulische, sie sind deshalb bevorzugt bei der Anwendung in der erfindungsgemässen Vorrichtung.The support roller 2, the wiper 5, which is shown in simplified form as the roller sector, and the application unit 4, which is only shown schematically and by way of example, are accommodated in a stable frame which contains the necessary drive devices for the application unit 4 and the support roller 2. The distance between the axes B and D can be adjusted via the bearings of the stripper 5 on both sides in the frame. By reducing this distance, a pressure in the direction of the central axis B of the support roller 2 can be exerted by means of the stripper 5 and a press zone can be formed between the elastic surface of the support roller 2 and the stripper 5. The coated web passes through this press zone, in which the application thickness is set. The stripper 5 is pivotable about its axis D, so that both the sharp-edged end of the inlet flank 6 and any points on the curved inlet flank 7 of the stripper 5 can be brought into contact with the surface of the coated web to form the press zone. The facilities required for the exact and reproducible setting of the scraper 5 are accommodated in or on the chair. The desired contact pressure on the support roller will be generated mechanically, hydraulically or pneumatically via the ends of the stripper 5 on both sides. Such devices are known. In practice, pneumatic systems have proven themselves better than mechanical or hydraulic systems and are therefore preferred for use in the device according to the invention.

Figur 2: Bei dieser von Fig. 1 abweichenden Anordnung wird die Materialbahn über eine Umlenkwalze 3 an die Stützwalze 2 herangeführt, umschlingt diese und wird über eine zweite Stützwalze 3 abgeführt. Anstelle eines separaten Auftragswerkes bildet hier der Abstreifer 5 in Kombination mit dem Trog 9 und der Warenbahn 1 die Auftragsstation, in der gleichzeitig mittels des Abstreifers 5 auch die Regulierung der Auftragsstärke des Beschichtungsmaterials erfolgt.FIG. 2: In this arrangement, which differs from FIG. 1, the material web is brought to the support roller 2 via a deflection roller 3, wraps around it and is removed via a second support roller 3. Instead of a separate application unit, the stripper 5 in combination with the trough 9 and the web 1 forms the application station in which the application thickness of the coating material is also regulated by means of the stripper 5.

Nach Passieren der Presszone zwischen dem Abstreifer 5 und der Stützwalze 2 ist auf der Bahn nur die eingestellte Auftragsstärke vorhanden.After passing the press zone between the stripper 5 and the support roller 2, only the set application thickness is present on the web.

An sich ist die Form des Querschnitts des Abstreifers frei wählbar, erforderlich ist nur ein solcher Querschnitt, der auch bei Arbeitsbreiten von 3000-5000 mm einen in sich starren Abstreifer ergibt und der eine gekrümmte Einlaufflanke mit einem scharfkantigen Ende und eine Drehachse aufweist. Eine bevorzugte Ausbildungsform des Abstreifers 5 ist die als Sektor einer Walze mit der Drehachse D, der gekrümmten Einlaufflanke 7 und dem scharfkantigen Ende 6. Der Krümmungsradius der Einlaufflanke 7 kann zwischen 30 und 500 mm betragen. Bevorzugt werden Radien von 50 bis 200 mm. Ganz besonders bewährt haben sich Radien von 75 bis 130 mm.The shape of the cross-section of the scraper is freely selectable, only a cross-section is required which results in a rigid scraper even with working widths of 3000-5000 mm and which has a curved inlet flank with a sharp-edged end and an axis of rotation. A preferred embodiment of the scraper 5 is that as a sector of a roller with the axis of rotation D, the curved inlet flank 7 and the sharp-edged end 6. The radius of curvature of the inlet flank 7 can be between 30 and 500 mm. Radii of 50 to 200 mm are preferred. Radii from 75 to 130 mm have proven particularly useful.

Bei einer nicht gezeigten besonderen Ausführungsform des Abstreifens 5 wird das scharfkantige Ende 6 der Einlaufflanke 7 mit Hilfe einer auswechselbaren Hartmetallschiene gebildet. In diesem Falle ist die eine Seite der Schiene entsprechend dem Krümmungsradius der Einlaufflanke angeschliffen, um Diskontinuitäten in der Einlaufflanke zu vermeiden. Bewährt haben sich 10 mm dicke Schienen aus Edelstahl, es können jedoch auch andere korrosionsbeständige Materialien verwendet werden, wenn sie ausreichend hart und abrasionsfest sind, beispielsweise entsprechende Kunststoffe.For a special version not shown tion of the stripping 5, the sharp end 6 of the inlet flank 7 is formed with the help of an interchangeable hard metal rail. In this case, one side of the rail is ground in accordance with the radius of curvature of the inlet flank in order to avoid discontinuities in the inlet flank. 10 mm thick stainless steel rails have proven successful, but other corrosion-resistant materials can also be used if they are sufficiently hard and abrasion-resistant, for example appropriate plastics.

Figur 3: Diese Ausführungsform, bei der mehrere Abstreifer 5 zu einer Einheit vereinigt sind, bietet den Vorteil, dass die einzelnen Abstreifer 5 nicht nur gleiche, sondern auch unterschiedlich gekrümmte Einlaufflanken 7 aufweisen können. Auf einem zylindrischen Körper 12, beispielsweise einem Walzenkörper, sind mehrere Abstreifer 5 angeordnet. Vorteilhaft sind diese Abstreifer gleichmässig über die Oberfläche des Walzenkörpers verteilt. Symmetrische Anordnungen sind bevorzugt, jedoch nicht Bedingung. Der Radius des Walzenkörpers wird zweckmässigerweise so gross gewählt, dass er mit dem grössten gewünschten Krümmungsradius der Einlaufflanken 7 identisch ist. Dadurch bildet ein Teil der Walzenkörperoberfläche die Einlaufflanke 7 eines oder mehrerer Abstreifer 5. Die scharfkantigen Enden der Einlaufflanken 6 aller auf dem Walzenkörper 12 angeordneten Abstreifer 5 haben gleichen Abstand von der Drehachse D des Walzenkörpers. Erwünschte kleinere Krümmungsradien eines Teiles der Abstreifer 5 werden durch entsprechendes Ausarbeiten der Einlaufflanken 7 hergestellt, ohne dass dabei der Abstand der Kanten 6 von der Walzenmitte verändert werden muss. Durch Schwenken um die Drehachse D lässt sich jeweils der benötigte Abstreifer 5 mit seinem scharfkantigen Ende 6 in die Arbeitsposition gegenüber der Stützwalze bringen. Diese Ausführungsform ermöglicht es, ohne grössere Betriebsunterbrechungen, durch einfaches Schwenken des Walzenkörpers um seine Drehachse D den Abstreifer 5 auszuwechseln. Ein solcher Wechsel kann zum Beispiel erforderlich sein, wenn das scharfkantige Ende 6 der gekrümmten Einlaufflanke 7 defekt oder verschmutzt ist. Es kann aber auch bei Produktwechsel zur Veränderung des Auftragsgewichtes ein anderer Krümmungsradius der Einlaufflanke 7 des Abstreifers erforderlich sein. Bei dem eben beschriebenen Aufbau einer Einheit mit mehreren Abstreifern 5 ist in diesem Falle kein Umbau erforderlich, es genügt ein Schwenken des Walzenkörpers, um den benötigten Abstreifer 5 in die Arbeitsposition zu bringen.Figure 3: This embodiment, in which several wipers 5 are combined into one unit, offers the advantage that the individual wipers 5 can have not only the same, but also differently curved inlet flanks 7. A plurality of wipers 5 are arranged on a cylindrical body 12, for example a roller body. These wipers are advantageously evenly distributed over the surface of the roller body. Symmetrical arrangements are preferred, but not a requirement. The radius of the roller body is expediently chosen to be so large that it is identical to the largest desired radius of curvature of the inlet flanks 7. As a result, part of the surface of the roller body forms the inlet flank 7 of one or more wipers 5. The sharp-edged ends of the inlet flanks 6 of all wipers 5 arranged on the roller body 12 are equidistant from the axis of rotation D of the roller body. Desired smaller radii of curvature of a part of the wipers 5 are produced by appropriately working out the inlet flanks 7 without the need to change the distance between the edges 6 and the center of the roll. By pivoting about the axis of rotation D, the required stripper 5 with its sharp-edged end 6 can be brought into the working position with respect to the support roller. This embodiment makes it possible to replace the stripper 5 by simply swiveling the roller body about its axis of rotation D without major interruptions in operation. Such a change may be necessary, for example, if the sharp-edged end 6 of the curved inlet flank 7 is defective or dirty. However, a different radius of curvature of the inlet flank 7 of the scraper may also be required when changing the product to change the application weight. In the case of the construction of a unit with a plurality of wipers 5 just described, no conversion is necessary in this case, it is sufficient to swivel the roller body in order to bring the required wiper 5 into the working position.

Die bei dieser Ausführungsform verwendeten Krümmungsradien der Einlaufflanken sind die gleichen wie bei der Ausbildung der Abstreifer als Walzensektoren und liegen zwischen 30 und 500 mm. Der Radius der nicht in Fig. 3, sondern in Fig. 1 und 2 wiedergegebenen Stützwalze 2 beträgt je nach Arbeitsbreite 150-500 mm, wobei in der Regel grössere Arbeitsbreiten grössere Radien erfordern, um Durchbiegungen zu vermeiden. Die Stützwalze weist auf einem harten Kern einen elastischen Belag auf. Dafür geeignet sind synthetische Kautschuktypen oder synthetische Polymere mit der notwendigen Elastizität. Die Oberflächenhärte der Stützwalze kann nach verschiedenen Messmethoden bestimmt werden. Gebräuchlich sind Plastometer nach Pusey und Jones (P + J-Einheiten, gemessen mitder%"-Kugel) oder Shore-Härtemessgeräte (Shore A, gemessen mit Kegelstumpf). Die Oberflächenhärte der Stützwalze soll zwischen 74 und 34 Einheiten Shore A (= 60-197 P + J) liegen. Bevorzugt werden 56-41 Shore A (= 108-160 P + J). Ganz besonders bevorzugt sind 50-44 Shore A (= 127-149 P+J). Die bevorzugten Ausführungsformen des erfindungsgemässen Verfahrens, bei denen der Abstreifer um seine Drehachse geschwenkt wird, ermöglichen die Einstellung des Auftragsgewichtes in einem besonders grossen Bereich.The radii of curvature of the inlet flanks used in this embodiment are the same as in the formation of the wipers as roller sectors and are between 30 and 500 mm. The radius of the support roller 2 not shown in FIG. 3 but in FIGS. 1 and 2 is 150-500 mm, depending on the working width, with larger working widths generally requiring larger radii in order to avoid deflections. The back-up roller has an elastic covering on a hard core. Synthetic rubber types or synthetic polymers with the necessary elasticity are suitable for this. The surface hardness of the backup roller can be determined using various measurement methods. Pusey and Jones plastometers (P + J units, measured with the% "ball) or Shore hardness measuring devices (Shore A, measured with truncated cone) are common. The surface hardness of the backup roller should be between 74 and 34 units Shore A (= 60- 197 P + J) are preferred. 56-41 Shore A (= 108-160 P + J). Very particularly preferred are 50-44 Shore A (= 127-149 P + J). The preferred embodiments of the method according to the invention, in which the scraper is pivoted about its axis of rotation enables the application weight to be set in a particularly large area.

Für ein hohes Auftragsgewicht sind ein möglichst flacher Einlaufspalt und eine Verlängerung der Presszone zwischen Abstreifer und Stützwalze erforderlich. Um dies zu erreichen wird die Kante des Abstreifers nach der dem Einlaufspalt abgewandten Seite auf der Ebene, die Mittelachse B der Stützwalze und Drehachse D des Abstreifers bilden, entfernt. Dazu erfolgt das Schwenken des Abstreifers so, dass die Kante nach der dem Einlaufspalt abgewandten Seite aus der Ebene entfernt wird. Es ist nur ein geringer Abstand, bis etwa 5 mm, ohne Einbussen an Qualität der Strichoberfläche möglich. Bei stärkerem Drehen des Abstreifers in der genannten Richtung tritt das bei Walzendosierung vorhandene, erfindungsgemäss zu vermeidende Nachberühren der Abstreiferoberfläche mit der feuchten Strichoberfläche ein. Die dabei zwangsläufig auftretenden Ablöseerscheinungen erzeugen in der Strichoberfläche Rillen und es entsteht eine grobwolkige Durchsicht der Beschichtung. Bei der erfindungsgemässen Verfahrensführung werden bei vorgegebenem Krümmungsradius der Einlaufflanke des Abstreifers die höchsten Nassauftragsgewichte erreicht. Das Auftragsgewicht ist aber auch noch vom Anpressdruck des Abstreifers, den Eigenschaften des zu beschichtenden Materials, beispielsweise dem Rohpapier, von den Eigenschaften der Beschichtungsmasse und der Maschinengeschwindigkeit abhängig. Für ein möglichst niedriges Auftragsgewicht sind ein steiler Einlaufspalt und eine kurze Presszone erforderlich. Um dies zu erreichen, wird der Abstreifer um seine Achse gedreht und die Kante, d. h. das scharfkantige Ende der Einlaufflanke, aus der Ebene der Achsen von Stützwalze und Abstreifer nach der dem Einlaufspalt zugewandten Seite entfernt. Der Abstand der Kante von der Ebene kann 0,5-100 mm betragen. Im Normalfall reichen aber bei vorgegebenem Krümmungsradius und konstantem Anpressdruck des Abstreifers beispielsweise etwa 50 mm aus, um das Auftragsgewicht von 30 g/m2 und Seite auf 7 g/m2 und auch weniger zu erniedrigen. Von Einfluss ist dabei auch die Oberflächenhärte der Stützwalze. Bei härteren Oberflächen mit entsprechend geringer Einpresstiefe des Abstreifers entsteht eine kürzere Presszone, so dass der für eine bestimmte Gewichtsreduzierung erforderliche Abstand der Kante von der Ebene kleiner ist als bei weicheren Stützwalzenoberflächen. Neben dem Anpressdruck wird die Hauptwirkung durch Vergrösserung des Einlaufwinkels des Dosierspaltes erzielt. Je grösser der Winkel, d. h. je steiler der Abstreifer angreift, desto geringer ist bei sonst unveränderten Parametern das Auftragsgewicht.For a high application weight, a flat inlet gap and an extension of the press zone between the scraper and backup roller are required. In order to achieve this, the edge of the scraper is removed on the side facing away from the inlet gap on the plane which forms the central axis B of the support roller and the axis of rotation D of the scraper. For this purpose, the scraper is pivoted so that the edge is removed from the plane on the side facing away from the inlet gap. Only a small distance, up to about 5 mm, is possible without sacrificing the quality of the line surface. When the scraper is rotated more strongly in the direction mentioned, subsequent contact of the scraper surface with the moist coating surface, which is to be avoided according to the invention, occurs when the roller is metered. The inevitably occurring detachment phenomena create grooves in the line surface and the coating becomes coarsely cloudy. In the process according to the invention, the highest wet application weights are achieved for a given radius of curvature of the inlet flank of the scraper. The application weight is also dependent on the contact pressure of the scraper, the properties of the material to be coated, for example the base paper, the properties of the coating material and the machine speed. A steep inlet gap and a short press zone are required to keep the application weight as low as possible. To achieve this, the scraper is rotated about its axis and the edge, ie the sharp-edged end of the inlet flank, is removed from the plane of the axes of the support roller and scraper on the side facing the inlet nip. The distance of the edge from the plane can be 0.5-100 mm. In the normal case, however, for a given radius of curvature and constant contact pressure of the scraper, about 50 mm, for example, are sufficient to reduce the application weight from 30 g / m 2 and side to 7 g / m 2 and less. The surface hardness of the backup roller also has an influence. A shorter press zone is created on harder surfaces with a correspondingly low press-in depth of the scraper, so that the distance of the edge from the plane required for a certain weight reduction is smaller than with softer support roller surfaces. In addition to the contact pressure, the main effect is achieved by increasing the inlet angle of the metering gap. The larger the angle, ie the steeper the scraper engages, the lower the application weight if the parameters are otherwise unchanged.

Neben den Verfahrensparametern kann der Winkel durch entsprechende Wahl des Krümungsradius der Einlaufflanke des Abstreifers und auch durch eine Anordnung von Stützwalze und Abstreifer, bei der die Achsen in einer schiefen Ebene liegen, beeinflusst werden. Diese Einflussmöglichkeiten werden jedoch beim Bau der Anlage ausgeschöpft und sind dann nicht mehr beliebig variabel. Die bevorzugte Ausführungsform der Erfindung, bei der mehrere Abstreifer auf einem zylindrischen Körper angeordnet sind, erweist sich diesbezüglich als besonders vorteilhaft, weil dabei mehrere unterschiedliche Krümmungsradien ohne grösseres Umrüsten zur Verfügung stehen.In addition to the process parameters, the angle can be influenced by a corresponding choice of the radius of curvature of the inlet flank of the scraper and also by an arrangement of the support roller and scraper, in which the axes lie on an inclined plane. However, these possibilities of influence are exhausted during the construction of the plant and are then no longer variable. The preferred embodiment of the invention, in which a plurality of wipers are arranged on a cylindrical body, has proven to be particularly advantageous in this regard, since a number of different radii of curvature are available without major retooling.

Das erfindungsgemässe Verfahren wird an dem folgenden Beispiel näher beschrieben: Ein sogenanntes Streichrohpapier mit einem Flächengewicht von 75 g/m2 soll A) mit 7 g/m2 bzw. B) mit 25 g/m2 einer Beschichtungsmasse folgender Zusammensetzung beschichtet werden:

Figure imgb0001
The process according to the invention is described in more detail using the following example: A so-called coating base paper with a weight per unit area of 75 g / m 2 should be coated A) with 7 g / m 2 or B) with 25 g / m 2 of a coating composition of the following composition:
Figure imgb0001

Die Streichfarbe enthält ferner die erforderlichen Anteile an Dispergierhilfsmittel, Entschäumer und weiteren üblichen Zusätzen.The coating color also contains the necessary proportions of dispersing aid, defoamer and other customary additives.

Die Beschichtungsanlage hat die in Fig. 1 wiedergegebene Anordnung. Die Bahnbreite beträgt 315 cm. Als Abstreifer wird die Ausbildung gemäss Fig. 3 verwendet, wobei 4 Abstreifer gleichen Krümmungsradius (150 mm) auf dem Walzenkörper angeordnet sind. Die Stützwalze hat einen Durchmesser von 800 mm, die Oberflächenhärte beträgt 46 Shore A (140 P+J Einheiten).The coating system has the arrangement shown in FIG. 1. The web width is 315 cm. The design according to FIG. 3 is used as the scraper, 4 scraper having the same radius of curvature (150 mm) being arranged on the roller body. The backup roller has a diameter of 800 mm, the surface hardness is 46 Shore A (140 P + J units).

Bei einer Bahngeschwindigkeit von 500 m/Min. wird zunächst mittels einer üblichen Tauchwalze ein Überschuss an Beschichtungsmaterial aufgebracht und durch den Abstreifer wieder entfernt. Dazu wird das scharfkantige Ende des Abstreifers an die beschichtete Bahnoberfläche so stark angepresst, dass der sich aufbauende hydrodynamische Druck des Beschichtungsmaterials überwunden wird und eine Presszone unter Eindrücken der elastischen Oberfläche der Stützwalze gebildet wird. Aufgrund dieser Elastizität entsteht zwischen der Stützwalzenoberfläche und der Abstreiferkante im Betriebszustand ein Spalt, den die beschichtete Bahn mit einer definiert einstellbaren Auftragsstärke passiert. Je nach Ausdehnung der Presszone und Anpressdruck verbleibt nur die gewünschte Auftragsstärke auf der Bahn. Dabei bewirken höherer Druck und kurze Presszone abnehmende Beschichtungsstärke. Umgekehrt führen längere Presszonen oder geringerer Druck zu hohen Auftragsgewichten.At a web speed of 500 m / min. an excess of coating material is first applied by means of a conventional dipping roller and removed again by the wiper. For this purpose, the sharp-edged end of the scraper is pressed so strongly against the coated web surface that the hydrodynamic pressure of the coating material that builds up is overcome and a pressing zone is formed while pressing in the elastic surface of the support roller. Because of this elasticity, a gap is formed between the support roller surface and the scraper edge in the operating state, through which the coated web passes with a defined application thickness. Depending on the size of the press zone and the contact pressure, only the desired application thickness remains on the web. Higher pressure and a short press zone reduce the coating thickness. Conversely, longer press zones or lower pressure lead to high application weights.

Eine kurze Presszone wird dadurch erreicht, dass das scharfkantige Ende des Abstreifers an den in der aus der Mittelachse der Stützwalze und der Drehachse des Abstreifers gebildeten Ebene liegenden Punkt an die Bahnoberfläche so stark angepresst wird, dass die Stützwalzenoberfläche eingedrückt wird. Je nach Krümmungsradius der Einlaufflanke des Abstreifers entsteht eine kürzere oder längere Presszone, wobei kleinere Radien die Presszone verkürzen. Bei vorgegebenem Radius kann die Presszone noch weiter verkürzt werden, indem man den Abstreifer um seine Drehachse schwenkt, wobei das scharfkantige Ende der Einlaufflanke des Abstreifers aus der Ebene, die Mittelachse der Stützwalze und Drehachse des Abstreifers bilden, nach der Seite des Einlaufspaltes entfernt wird. Dadurch wird der Winkel des Einlaufspaltes zwischen Stützwalze und Einlaufflanke des Abstreifers vergrössert. Die Vergrösserung hat die gleiche Wirkung wie die Verringerung des Krümmungsradius der Einlaufflanke des Abstreifers.A short pressing zone is achieved in that the sharp-edged end of the stripper is pressed against the web surface so strongly at the point formed in the plane formed by the central axis of the support roller and the axis of rotation of the stripper that the support roller surface is pressed in. Depending on the radius of curvature of the scraper inlet flank, a shorter or longer press zone is created, with smaller radii shortening the press zone. For a given radius, the pressing zone can be shortened even further by swiveling the stripper around its axis of rotation, whereby the sharp-edged end of the inlet flank of the stripper is removed from the plane, the central axis of the support roller and the axis of rotation of the stripper, to the side of the inlet gap. This increases the angle of the inlet gap between the support roller and the inlet flank of the scraper. The enlargement has the same effect as the reduction in the radius of curvature of the inlet flank of the scraper.

Eine Verlängerung der Presszone bei vorgegebenem Krümmungsradius der Einlaufflanke wird dadurch erreicht, dass man den Abstreifer um seine Drehachse schwenkt, wobei das scharfkantige Ende der Einlaufflanke aus der Ebene, die Mittelachse der Stützwalze und Drehachse des Abstreifers bilden, nach der dem Einlaufspalt abgewandten Seite entfernt wird. Die vorstehend aufgeführten Möglichkeiten der Einstellung des Strichgewichtes, zu dem als zusätzlicher Parameter noch in gewissen Grenzen der Anpressdruck kommt, zeigen den grossen und überraschenden Vorteil des erfindungsgemässen Verfahrens und der dazu geeigneten Vorrichtung.An extension of the pressing zone for a given radius of curvature of the inlet flank is achieved by swiveling the scraper around its axis of rotation, the sharp-edged end of the inlet flank forming out of the plane, the central axis of the support roller and the axis of rotation of the scraper, after the side facing away from the inlet nip is removed . The abovementioned possibilities of setting the coat weight, to which the contact pressure is still an additional parameter, show the great and surprising advantage of the method according to the invention and the device suitable for this.

Das niedrige Auftragsgewicht A) von 7 g/m2 ist eine Menge, zu dessen Dosierung sich das bekannte Blade als besonders geeignet erwiesen hat. Dieser Abstreifertyp entwickelt seine Vorzüge bei steilem Anstellwinkel der Klinge und hohem Anpressdruck. Eine vergleichbare Wirkung wird erfindungsgemäss nun dadurch erreicht, dass eine kurze Presszone gebildet wird, indem das Ende der Abstreiferflanke ca. 40 mm aus der Ebene der Drehachsen nach der Seite des Einlaufspaltes entfernt wird. Bei einem pneumatisch an den seitlichen Enden des Abstreifers in der Stuhlung gegen die Stützwalze erzeugten Anpressdruck von 3 kg/cm (29,4 N/cm; Liniendruck) wird im vorliegenden Fall ein Nassauftrag erreicht, der im getrockneten Zustand (6% Feuchte) 7 g/cm2 beträgt. Das Auftragsgewicht wurde zur Kontrolle jeweils auf gleicher Bahnhöhe an den Aussenkanten und in der Bahnmitte ermittelt. Mittelwerte aus mehreren Messungen ergaben:

  • Bahnaussenkanten 7,0 g/m2 und 7,1 g/m2, Bahnmitte 7,0 g/m2.
The low application weight A) of 7 g / m 2 is an amount for which the known blade has proven to be particularly suitable for dosing. This type of scraper develops its advantages with a steep blade angle and high contact pressure. A comparable effect is now achieved according to the invention in that a short press zone is formed by removing the end of the scraper flank approximately 40 mm from the plane of the axes of rotation towards the side of the inlet gap. With a contact pressure of 3 kg / cm (29.4 N / cm; line pressure) generated pneumatically at the lateral ends of the scraper in the frame against the back-up roller, wet application is achieved in the present case, which in the dried state (6% moisture) 7 g / cm 2 . The control weight was determined for checking at the same web height on the outer edges and in the middle of the web. Average values from several measurements gave:
  • Outer web edges 7.0 g / m 2 and 7.1 g / m 2 , web center 7.0 g / m 2 .

Die maximalen Abweichungen der Einzelmessungen untereinander betrugen 0,5 g. Diese Auswertung zeigt die gute Gewichtskonstanz quer zur Bahn.The maximum deviations between the individual measurements were 0.5 g. This evaluation shows the good weight consistency across the web.

Das höhere Auftragsgewicht B) von 25 g/m2 ist eine Menge, zu dessen Dosierung sich ein Blade wegen des erforderlichen geringen Anstellwinkels und des niedrigen Anpressdruckes weniger gut eignet. Üblicherweise werden dafür andere Auftragseinrichtungen benötigt, beispielsweise ein Walzenauftragswerk. Erfindungsgemäss wird nun mit der gleichen Dosiereinrichtung, mit der ein niedriges Auftragsgewicht erreicht wurde, durch Verlängerung der Presszone auch ein höheres Beschichtungsgewicht möglich, ohne das nicht akzeptierbare Gewichtsschwankungen quer zur Bahn auftreten. Die hohen Qualitätsanforderungen haben den tolerierbaren Bereich der Gewichtsabweichung sehr stark eingeengt. Aus Gründen der Rationalisierung sind die Arbeitsbreiten der Anlagen ständig vergrössert worden, wobei mit den herkömmlichen Dosiereinrichtungen Gewichtsabweichungen quer zur Bahn zwangsläufig in Kauf genommen werden mussten. Dieser Nachteil wird nun durch die Erfindung überwunden. Zur Vergrösserung der Presszone wird das scharfkantige Ende der Einlaufflanke des Abstreifers ca. 0,5 mm aus der Ebene der Drehachsen nach der dem Einlaufspalt abgewandten Seite entfernt. Dadurch wird eine Wirkung des Abstreifers erzielt, die mit einem Walzenauftragswerk vergleichbar ist. Bei einem an den seitlichen Enden des Abstreifers in der Stuhlung gegen die Stützwalze erzeugten Anpressdruck von 3 kg/cm (29,4 N/cm; Liniendruck) wird im vorliegenden Fall ein Nassauftrag erreicht, der im getrockneten Zustand (6% Feuchte) 25 g/m2 beträgt. Das Auftragsgewicht wurde zur Kontrolle jeweils auf gleicher Bahnhöhe an den Aussenkanten und in der Bahnmitte ermittelt. Mittelwerte aus mehreren Messungen ergaben:

  • Bahnaussenkasten 25 g/m2 und 24 g/m2,
  • Bahnmitte 24 g/m 2.
The higher application weight B) of 25 g / m 2 is an amount for which a blade is less suitable due to the required small angle of attack and the low contact pressure. Other application devices are usually required for this, for example a roller application unit. According to the invention, a higher coating weight is now possible with the same metering device with which a low application weight has been achieved, by lengthening the press zone, without unacceptable weight fluctuations occurring across the web. The high quality requirements have narrowed the tolerable range of weight deviation very much. For reasons of rationalization, the working widths of the systems have been continuously increased, whereby with the conventional dosing devices, weight deviations across the web had to be accepted. This disadvantage is now overcome by the invention. To enlarge the press zone, the sharp-edged end of the inlet flank of the scraper is removed approx. 0.5 mm from the plane of the axes of rotation on the side facing away from the inlet gap. This achieves an effect of the scraper that is comparable to a roller applicator. With a contact pressure of 3 kg / cm (29.4 N / cm; line pressure) generated at the side ends of the scraper in the frame against the support roller, a wet application is achieved in the present case, which in the dried state (6% moisture) 25 g / m 2 . The control weight was determined for checking at the same web height on the outer edges and in the middle of the web. Average values from several measurements gave:
  • Outer rail box 25 g / m 2 and 24 g / m 2 ,
  • Web center 24 g / m 2 .

Die maximalen Abweichungen der Einzelmessungen untereinander betrugen 2 g. Diese Auswertung zeigt die gute Gewichtskonstanz quer zur Bahn,The maximum deviations between the individual measurements were 2 g. This evaluation shows the good constant weight across the web,

Ein wesentlicher Vorteil des erfindungsgemässen Verfahrens besteht darin, dass unabhängig vom gewünschten Auftragsgewicht stets ein solcher Anpressdruck wählbar ist, der eine exakte Ausbildung des Spaltes quer zur Bahn auch bei grösseren Arbeitsbreiten ermöglicht. Voraussetzung dafür ist die richtige Elastizität der Stützwalzenoberfläche, die ein so starkes Anpressen des Abstreifers ermöglichen muss, dass durch Verformung der Stützwalzenoberfläche eine stabile und quer zur Bahn exakt gleiche Presszone ausgebildet wird und weiterhin der in sich starre Abstreifer. Der Anpressdruck sollte mit Rücksicht auf den konstruktiven Aufwand von Abstreifer, Stützwalze und deren Lagerungen in der Stuhlung möglichst niedrig sein. Er muss jedoch so gross sein, dass mindestens der sich bei den heute üblichen Bahngeschwindigkeiten bis zu 1200 m/Min. aufbauende hydrodynamische Druck der Beschichtung kompensiert wird. Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemässen Verfahrens besteht darin, dass mit nur einer Vorrichtung stark unterschiedliche Auftragsgewichte mit geringeren Schwankungen als bisher üblich, insbesondere bei grossen Arbeitsbereichen möglich sind. Dabei werden Qualitäten in Oberfläche und Durchsicht der Beschichtung erreicht, wie sie bisher nur mit unterschiedlichen, an hohe oder niedrige Auftragsgewichte speziell angepasste Dosiereinrichtungen möglich waren.A major advantage of the method according to the invention is that, regardless of the desired application weight, such a contact pressure can always be selected that enables the gap to be formed exactly across the web, even with larger working widths. The prerequisite for this is the correct elasticity of the support roller surface, which must enable the stripper to be pressed so hard that a deformation of the support roller surface creates a stable press zone that is exactly the same across the web and the rigid stripper. The contact pressure should be as low as possible, taking into account the design effort of the scraper, back-up roller and their bearings in the frame. However, it must be so large that at least that of the usual web speeds of up to 1200 m / min. building hydrodynamic pressure of the coating is compensated. A further advantage of the method according to the invention is that very different application weights with less fluctuations than previously customary are possible with only one device, in particular in large work areas. In this way, the surface and transparency of the coating are achieved in a way that was previously only possible with different metering devices specially adapted to high or low application weights.

Der Vorteil des erfindungsgemäss in sich starren Abstreifers besteht darin, dass er nicht nur ohne grössere Schwierigkeiten mit der erforderlichen Genauigkeit herstellbar ist, sondern auch mit grosser Genauigkeit und Reproduzierbarkeit quer zur Bahn einstellbar ist. Der sich während des Betriebes zwischen Stützwalze und Abstreifer ausbildende Dosierspalt ist an jeder Stelle quer zur Bahn gleich dick und ermöglicht geringere Abweichungen vom Sollgewicht, als es mit den bisher bekannten Dosiereinrichtungen möglich war.The advantage of the stripper, which is inherently rigid according to the invention, is that it can not only be produced with the required accuracy without great difficulty, but can also be adjusted with great accuracy and reproducibility across the web. The metering gap which forms between the support roller and the scraper during operation is of equal thickness at all points across the web and permits less deviations from the target weight than was possible with the metering devices known hitherto.

Die Vorrichtung ist selbstverständlich auch zur Dosierung nicht pigmenthaltiger Beschichtungsmassen geeignet.The device is of course also suitable for dosing coating compositions which do not contain pigment.

Claims (9)

1. Apparatus for coating travelling webs (1), for instance of paper or cardbord, by means of which an excess of coating material is removed by a stationary scraper (5), said scraper having a curved entry flank (7) on the entry side, said entry flank (7) having a sharp-edged end (6) which can be pressed with a predetermined pressure on the coated side against a supporting roll (2) which supports the travelling web (1) on the non-coated side and which has an elastic surface, and the scraper (5) being pivotable about an axis (D) extending parallel to the central axis (B) of the support roll (2), characterized in that the inherently rigid scraper (5) is designed as a sector of a roll, the entry flank (7) has a radius of curvature of from 50-200 mm and the sharp-edged end (6) of the scraper (5) can be pressed against the web in a line which lies in a plane defined by the central axis (B) of the support roll (2) and the pivot axis (D) of the scraper (5).
2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the inherently rigid scraper (5) is a roller body (12) having on its surface a plurality of scrapers (5) provided in a symmetrical arrangement.
3. Apparatus according to claims 1-2, characterized in that the sharp-edged end (6) of the entry flank (7) of the scraper (5) is formed by means of a hard-metal rail.
4. Apparatus according to claims 1 to 3, characterized in that (a) the support roll (2) has a radius of 150 mm to 500 mm, (b) the elastic surface of the support roll (2) has a hardness of 74-34 Shore A units.
5. Apparatus according to claim 4, characterized in that the elastic surface of the support roll (2) has a hardness of 56-41 Shore A units.
6. Apparatus according to claim 4, characterized in that the elastic surface of the support roll (2) has a hardness of 50-44 Shore A units.
7. Apparatus according to claims 1-6, characterized in that, the radius of curvature of the entry flank (7) of the scraper (5) is 75 mm-130 mm.
8. Process for coating travelling webs by an apparatus according to claims 1-7, wherein initially an excess of coating material is applied to the web and, subsequently, the excess is removed again by a stationary scraper, or wherein the scraper simultaneously serves as the applying apparatus, and in a pressing zone the scraper presses in the elastic surface of the support roll, characterized in that the pressing zone is extended in order to attain high wet-coating weights, by pivoting the scraper about its pivot axis (D) in which case the sharp-edged end of the entry flank of the scraper is moved 0.5-5.0 mm out of the plane defined by the central axis (B) of the support roll and the pivot axis (D) of the scraper towards the side of the plane remote from the entry gap.
9. Process for coating travelling webs by an apparatus according to claims 1-7, wherein initially an excess of coating material is applied to the web and, subsequently the excess is removed again by a stationary scraper, or wherein the scraper simultaneously serves as the applying apparatus, and in a pressing zone the scraper presses in the elastic surface of the support roll, characterized in that, in order to attain low wet-coating weights, the pressing zone is shortened and the angle of the entry gap between the support roll and the entry flank of the scraper is increased by pivoting the scraper about its pivot axis (D), in which case the sharp-edged end of the entry flank of the scraper is moved 0.5-100 mm out of the plane defined by the central axis (B) of the support roll and the pivot axis (D) of the scraper towards the side of the plane facing the entry gap.
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