EP0071149A1

EP0071149A1 - Vorrichtung zur Regulierung des Auftragsgewichtes von Beschichtungen auf in laufender Bahn geführtem Material

Info

Publication number: EP0071149A1
Application number: EP82106497A
Authority: EP
Inventors: Reinhard Esser
Original assignee: Individual
Current assignee: Esser Reinhard
Priority date: 1981-07-24
Filing date: 1982-07-19
Publication date: 1983-02-09
Also published as: ATE16031T1; EP0071149B1; DE3129251C2; DE3129251A1; US4471714A

Abstract

Bei der Erfindung handelt es sich um eine Vorrichtung zur Regulierung des Naßauftragsgewichtes von beschichteten Bahnen, wobei die Bahn (1) auf der unbeschichteten Seite von einer Walze (1) gestützt wird. Sie weist einen feststehenden, in sich starren Abstreifer (5) mit einer konkav gekrümmten langen Einlaufflanke (7) auf, so daß sich zwischen Bahnoberfläche und Abstreifer ein sichelförmiger Einlaufspalt ausbildet. Der Krümmungsradius der Einlaufflanke (7) des Abstreifers (5) ist gleich oder geringfügig größer oder kleiner als der der Stützwalze (2). Um Fehler durch Abriebserscheinungen an der Abstreiferkante zu vermeiden, sind zusätzliche Verschleißelemente (11, 13) am Abstreifer vorgesehen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Einstellen des Naßauftragsgewichtes von Beschichtungen auf Materialbahnen, insbesondere von üblichen Pigmentdispersionen auf Papier-oder Kartonbahnen.
Um die Bedruckbarkeit von Papieroberflächen zu verbessern und den speziellen Druckverfahren anzupassen, werden derartige Papieroberflächen mit Pigment-/Bindemitteldispersionen beschichtet. Je nach Verwendungszweck liegen die Trockenauftragsgewichte zwischen 5 und 35 g/qm. 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 Reverse-Rollcoater, Rollschaberdosiereinrichtungen, auch Rakel genannt, und Glättschabereinrichtungen, bekannter unter der Kurzbezeichnung 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.
In US-PS 2 051 403 ist eine Streicheinrichtung beschrieben, bei der das Wesentliche in der Ausbildung des Abstreifers besteht. Dieser in besonderer Form ausgebildete gekrümmte Abstreifer weist im Verlaufe seiner Krümmung zwei unterschiedliche Radien auf. Das Ende der Einlaufflanke ist keine scharfe Kante, sondern abgerundet, da scharfe Kanten zu einer fehlerhaften Oberfläche und unbefriedigenden Ergebnissen führen sollen. Die sich anschließende Einlaufflanke ist konvex gekrümmt und hat einen größeren Radius als der Krümmungsradius der abgerundeten Kante.
In US-PS 2 534 320 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. Die Krümmung ist konvex in der Form. 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.
In US-PS 1 925 092 ist eine Abstreifervorrichtung beschrieben, die gegen eine frei geführte Bahn gerichtet wird, wobei die Bahn ein Stück um die gekrümmte Einlaufflanke des Abstreifers bis zu deren scharfkantigen Ende geführt wird. Der Abstreifer dient zwangsläufig gleichzeitig als Bahnführungs- und Umlenkelement. Der sich bildende Spalt wird durch die konvex gekrümmte Oberfläche des Abstreifers und die konkav gekrümmte beschichtete Oberfläche der Bahn begrenzt. Da die ablaufende Bahn tangential von der scharfen Endkante des Abstreifers abgeführt wird, ist eine Einstellung eines definierten Einlaufspaltes nicht möglich. Die Geometrie des sich bildenden Einlaufspaltes hängt nicht.nur von der Bahngeschwindigkeit ab, sondern auch von der Menge und den rheologischen Eigenschaften der Beschichtungsmasse sowie von dem Dehnungsverhalten der Papierbahn. Die Spaltgeometrie wird also nicht durch die Vorrichtung definiert, sondern ist in Abhängigkeit von den jeweiligen Verfahrensbedingungen mehr oder weniger undefiniert und nicht einstellbar.
Das gilt im Prinzip auch für die bekannten Dosiereinrichtungen mit einer Blade-Klinge bei durch eine Walze gestützter Materialbahn.
_Je nach Druckhöhe und Stellung der Dosiereinrichtung zur Oberfläche der beschichteten Materialbahn, verbleibt eine mehr oder weniger starke Schicht auf der Warenbahn. _Bladeklinge und auch Rakelstäbe sind, für sich betrachtet, keine ausreichend stabilen Werkzeuge zur Einstellung einer Spaltgeometrie und bedürfen außerdem Halterungen und Führungen, die ihnen die erforderliche Geradlinigkeit, Verbiegungsfestigkeit und Resistenz gegenüber dem hydrodynamischen 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 1.200 m/Min. können die Anforderungen nur bis zu einem gewissen Gerade durch entsprechende konstruktive Gestaltungen erfüllt werden. Das hat zur Folge, daß die bekannten Dosiereinrichtungen insbesondere dann nicht befriedigen, wenn zur Erzielung hoher Auftragsgewichte die bekannten Bladeklingen mit einem kleinen Anstellwinkel und geringem Anpreßdruck an die Bahn angelegt werden. Unter diesen Bedingungen bildet sich eine Abstreiffläche oder -zone aus, in der Abstreifer an die Bahnoberfläche anliegt. Es kommt dabei sehr bald zu einem Zustand, bei dem Klingenkräfte dem höheren Farbdruck partiell nicht standhalten und sich ein unterschiedliches Auftragsgewicht quer zur Bahn einstellt. Auch schon geringe Abweichungen in der Geradlinigkeit, durch Fertigungstoleranzen oder durch andere Ursachen bedingt, führen zu erheblichen Schwankungen der Auftragsmengen quer zur Bahn nach der Dosierung. Man hat versucht, die Geradlinigkeit durch Unterstützung z.B. der Bladeklinge mit Hilfe von Druckschläuchen zu verbessern. Diese Ergebnisse sind, insbesondere bei größeren Bahnbreiten, unbefriedigend.
Die z.Zt. möglichen und üblichen Beschichtungsanlagen können Arbeitsbreiten bis zu 6.000 mm aufweisen. Die Arbeitsgeschwindigkeiten und die Auftragsgewichte sind stark von den Sorten und den gewünschten Eigenschaften abhängig. Sie betragen beispielsweise für LWC-Papier (L_WC ist abgeleitet von lightweight coated) bis zu 1.300 m/Min. mit Auftragsgewichten bis zu 10 g/qm und Seite; für Karton beispielsweise bis 250 m/Min. mit Auftragsgewichten von etwa 30 g/qm je Seite und für sogenannte Kunstdruckpapiere bis 600 m/Min, mit Auftragsgewichten von etwa 25 g/qm und Seite.
Im Rahmen systematischer Untersuchungen wurde festgestellt, daß der genauen Spaltgeometrie eine erhebliche Bedeutung zukommt und es deshalb wünschenswert ist, diese Spaltgeometrie definiert auszubilden und mit deren Hilfe den hydrodynamischen Druck im gesamten Einlaufspalt zu steuern. Die Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, eine Abstreifvorrichtung zu schaffen, die es ermöglicht das Naßauftragsgewicht auf beschichteten Bahnen mit großer Genauigkeit einzustellen, durch Steuerung des hydrodynamischen Druckes der Beschichtungsmasse zwischen laufender Bahn und festem Abstreifer.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung zur Regulierung des Auftragsgewichtes von Beschichtungen auf in laufender Bahn geführtem Material, insbesondere Papier- oder Kartonbahnen mit einer die laufende Bahn auf der unbeschichteten Seite stützenden Walze, die einen Radius von 150-500 mm und eine elastische Oberfläche mit einer Härte von 82-34 Einheiten Shore A aufweist und einen sich während der Einwirkung auf die Beschichtung in Ruhe befindlichen Abstreifer, der auf der Einlaufseite eine gekrümmte Einlaufflanke aufweist, deren an die Warenbahn anliegendes Ende scharfkantig ausgebildet ist und der Abstreifer über den Anlegepunkt an die Warenbahn als Drehpunkt schwenkbar ausgebildet ist. Das Kennzeichnende der erfindungsgemäßen Lösung besteht darin, daß der in sich starre Abstreifer eine konkav gekrümmte Einlaufflanke mit einem Krümmungsradius gleich oder geringfügig kleiner oder größer als der Krümmungsradius der Stützwalze aufweist und die Länge der Einlaufflanke von 10-250 mm beträgt.
Bevorzugte Ausführungsformen der Vorrichtung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Der Vorteil der erfindungsgemäßen konstruktiven Ausgestaltung der Dosiervorrichtung besteht darin, daß die Geometrie des Einlaufspaltes zwischen Stützwalze und Abstreifer für jeden Anstellwinkel des Abstreifers festliegt und am Ende des Einlaufspaltes eine schmale Auflagelinie vorhanden ist und sich keine Auflagezone des Abstreifers ausbildet, wenn dieser mit einem Druck an die Bahn angepreßt wird, der ausreichend ist den hydrodynamischen Druck der Streichfarbe zu kompensieren. Die Spaltgeometrie ist somit abgesehen vom Anstellwinkel unabhängig von den jeweiligen Verfahrensbedingungen beim Dosieren.
Im folgenden wird die Erfindung anhand schematischer Schnittzeichnungen und weiterer Abbildungen noch detaillierter erläutert.

Figur 1 zeigt im Schnitt schematisch eine Anordnung und Ausführung einer erfindungsgemäßen Dosiereinrichtung mit einer Bahnbeschichtungsanlage.
Figur 2 zeigt im Schnitt schematisch die Kombination des Abstreiferblockes mit eingelegtem anliegenden Stahlblatt.
Figur 3 zeigt schematisch die Anordnung von Stanzzungen im einlegbaren Stahlblatt.
Figur 4 zeigt im Schnitt die Ausführung des Abstreifers mit aufgesetzter Abschlußleiste.
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 mit einem Trog 9 für die Beschichtungsmasse wird ein Überschuß an Beschichtungsmasse auf die Bahn aufgebracht und mit dem Abstreifer 5 von der Bahn 1 entfernt. Die abgestreifte Beschichtungsmasse gelangt in eine nicht gezeigte Auffangwanne. Auf der Bahn 1 verbleibt hinter dem Abstreifer 5 die eingestellte Beschichtungsstärke 8. Der Abstreifer 5 liegt am Punkt 6 an der Bahnoberfläche auf. Die Stützwalze 2, der 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 beidseitige Lagerungen des Abstreifers 5 in der Stuhlung wird das Anlegen des Abstreifers an die Bahnoberfläche im Punkt 6 erreicht. Die Lagerungen sind so ausgebildet, daß der Abstreifer um den Anlegepunkt (6) als Drehpunkt schwenkbar ist, um den Einlaufspalt zwischen Bahnoberfläche und konkav gekrümmter Einlaufflanke (7) des Abstreifers genau einstellen zu können. Die zur exakten und reproduzierbaren Einstellung des Abstreifers (5) erforderlichen Einrichtungen sind in oder an der Stuhlung untergebracht. Der gewünschte Anpreßdruck an die Bahn auf der Stützwalze wird über die beidseitigen Enden des Abstreifers (5) mechanisch, hydraulisch oder pneumatisch erzeugt. Derartige Einrichtungen sind bekannt. In der Praxis haben sich pneumatische Anlagen besser bewährt als mechanische oder hydraulische, sie sind deshalb bevorzugt bei der Anwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Durch das Anlegen des Abstreifers (5) mit dem Ende (6) der Einlaufflanke (7) an die Bahn und Einstellen eines flachen Anlagewinkels wird eine über eine längere Strecke fortschreitende Annäherung der Einlaufflanke (7) an die von der Stützwalze (2) getragene beschichtete Bahn (1) erreicht und ein sichelförmiger Einlaufspalt ausgebildet, dessen Geometrie durch die Krümmungsradien der Stützwalze (2) und der Einlaufflanke (7) des Abstreifers und dem Anstellwinkel bestimmt wird. Durch die konkave Krümmung wird einerseits eine langsame Verengung des Keilspaltes erreicht, andererseits verhindert diese Krümmung die Ausbildung einer größeren Auflagefläche am Spaltende, wie sie sich bei einem Blade-Streichmesser und flachem Anstellwinkel zwangsläufig ausbildet. Die Spaltgeometrie wird durch die Vorrichtung bestimmt, ist reproduzierbar einzustellen und unabhängig von den Verfahrensbedingungen wie Arbeitsgeschwindigkeit, reologischen Eigenschaften und Menge der Streichmasse auf der Papierbahn usw. Durch eine in sich starre Ausbildung des Abstreifers (5), mittels eines entsprechenden Querschnitts, ist ein gleichmäßiges Anliegen des Abstreifers über die gesamte Bahnbreite auch bei größeren Arbeitsbreiten gewährleistet. Der genaue Querschnitt des Abstreifers (5) ist nicht kritisch, entscheidend ist, daß er eine konkav gekrümmte Einlaufflanke (7) entsprechender Länge mit einem scharfkantigen Ende (6) aufweist. Bevorzugt sind ein keilförmiger oder rechteckiger Querschnitt. Der Abstreifer kann massiv oder als Hohlprofil ausgebildet sein. Die Wandstärke des Hohlprofils und Größe werden ebenso, wie bei vollem Material so dimensioniert, daß bei gegebener Arbeitsbreite der Abstreifer (5) in sich starr ist und Durchbiegungen in der Bahnmitte vermieden werden. Die Länge der Einlaufflanke kann 10-250 mm, vorzugsweise 25-230 mm, ganz bevorzugt 50-200 mm oder aber 80-150 mm betragen. Bei größeren Durchmessern der Stützwalze sind größere Längen der Einlaufflanken günstig. Mit steigender Arbeitsbreite sind ebenfalls größere Flankenlängen sinnvoll, um eine in sich starre Ausbildung des Abstreifers (5) zu erreichen. Gegebenenfalls sind zusätzliche versteifende Elemente vorgesehen, um den Abstreifer in sich starr zu gestalten. Der Abstreifer (5) besteht aus einem beständigen Material ausreichender mechanischer Festigkeit, beispielsweise Stahl oder beschichteten Metall-Legierungen oder entsprechend stabilem Kunststoff.

Der Radius der Stützwalze (2) beträgt je nach Arbeitsbreite 150-500 mm, wobei in der Regel größere Arbeitsbreiten größere Radien erfordern, um Durchbiegungen zu vermeiden. Die Stützwalze (2) 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 & Johnes (P + J.-Einheiten, gemessen mit der 1/8"-Kugel) oder Shore-Härtemeßgeräte (Shore A, gemessen mit Kegelstumpf). Die Oberflächenhärte der Stützwalze soll zwischen 82 und 34 Einheiten Shore A (= 40-197 P + J.-Einheiten) liegen. Bevorzugt werden 56-41 Einheiten Shore A (= 108-16₀ P + J.-Einheiten). Besonders geeignet sind Oberflächenhärten von 40-44 Einheiten Shore A (= 127-149 P + J).
Durch die Ausbildung eines engen sichelförmigen Keilspaltes entsprechender Länge baut sich-im Einlaufspalt ein sehr hoher hydrodynamischer Farbdruck auf, der entsprechend hohe Gegendrucke, d.h. Anpreßdruck des Abstreifers (5) an die Bahnoberfläche im Anlagepunkt (6) erfordert. Um die erforderlichen Anpreßdrücke des Abstreifers (5) in vernünftigen Grenzen zu halten, wird bei gewünschten niedrigen Auftragsgewichten der Anstellwinkel des Abstreifers vergrößert, so daß sich die Anfangsbreite des Einlaufspaltes vergrößert und der Druckaufbau im Sichelspalt in einem kürzeren Bereich erfolgt. Um bei hohen Auftragsgewichten einen hohen Druckaufbau im Spalt zu erreichen und somit entsprechend hohe Anpreßdrucke zu ermöglichen, wird ein flacher Anstellwinkel, d.h. ein enger langer Sichelspalt eingestellt. Zwischen Bahnoberfläche und angepreßtem Abstreifer (5) bildet sich in der Beschichtungsmasse ein hydrodynamischer Druck aus, der einen Gleitlagereffekt erzeugt. D.h., der Abstreifer (5) schwimmt praktisch auf der Streichmasse und führt eine Art Vordosierung aus. Die eigentliche Abstreiffläche am Ende der Einlaufflanke ist extrem schmal, nahezu linienförmig. Diese Berührungszone ergibt die endgültige Dosierung des Auftragsgewichtes und führt zu einer abschließenden Glättung der Beschichtungsoberfläche. Die sich ausbildenden großen hydrodynamischen Drucke bei dieser Anstellung des Abstreifers erfordern auch bei hohen Auftragsgewichten, d.h. Trockenauftragsgewichten zwischen 15 und 30 g/qm, die Naßauftragsgewichte liegen je nach Trockensubstanzgehalt der Beschichtungsmasse entsprechend höher, noch erhebliche Anpreßdrucke des Abstreifers und es ist somit eine genaue Einstellung möglich. Durch die in sich starre Ausbildung des Abstreifers ist ein partielles Ausweichen des Dosieraggregates nicht möglich.
Die Figur 2 zeigt eine Ausführungsform des Abstreifers(5), bei der in die Einlaufflanke (7) ein Stahlblatt (11) eingelegt ist, das bei Bedarf ausgewechselt werden kann._' Auf diese Weise lassen sich Fehler durch Verschleißerscheinungen der eigentlichen Abstreiferkante (6) am Ende der Einlaufflanke (7) vermeiden. Mikroskopische Untersuchungen dieser Kante haben gezeigt, daß ein Anschleifen analog den bekannten Blade-Klingen nicht erforderlich ist, sondern die normale scharfe Kante die besten Ergebnisse liefert. Es ist jedoch auch möglich, entsprechend angeschliffene Klingen zu verwenden. Das Stahlblatt wird in die konvex gekrümmte Einlaufflanke so eingelegt, daß seine Kante mit der Abstreifkante (6) abschließt. Es ist aber auch möglich, daß das Stahlblatt so einzulegen, daß es geringfügig über die Kante des Abstreifers hinausragt, beispielsweise 1-10 mm, um die Einlaufflanke zu verlängern. In diesemFalle wird der Abstreifer mit dem Ende des eingelegten Stahlblattes an die Bahnoberfläche angelegt und diese Auflagelinie dient als Drehachse für den Abstreifer. Das in die Einlaufflanke (7) eingelegte Blatt (11),vorzugsweise aus Federstahl, soll möglichst ganzflächig am Abstreifer (5) anliegen und in dieser Position gehalten werden. Dies kann nach einer Ausführungsform dadurch geschehen, daß die Einlaufflanke (7) eine hinterstochene Nut (10) aufweist, in die Stanzzungen (12) des Stahlblattes eingreifen und die Klinge unter Spannung angelegt halten. Es sind aber auch andere Befestigungs- und Haltevorrichtungen brauchbar, sofern damit das Blatt in flächiger Anlage an der gekrümmten Einlaufflanke (7) des Abstreifers (5) gehalten wird.
Figur 3 zeigt die Anordnung der Stanzzungen (12) im Stahlblatt (11) mittig in Abstand voneinander.
Figur 4 zeigt eine weitere Ausführungsform des Abstreifers (5) bei der als Verschleißelement eine Abschlußleiste (13) am Abstreifer (5) angeordnet und befestigt ist, die die abschließende Kante (6) des Abstreifers (5) bildet. Da die eigentlich abstreifende Kante sehr schmal ist, kann die Abschlußleiste (13) so dünn gewählt werden, daß kein dem Krümmungsradius der Einlaufflanke (7) entsprechender Anschliff erforderlich ist. Es ist ausreichend und möglich Vierkantleisten aus entsprechend abriebsbeständigem Material zu verwenden. Derartige Materialien sind beispielsweise Stahllegierungen, besonders harte Stahllegierungen oder andere abriebbeständige Materialien.
Die Arbeitsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird an folgendem Beispiel näher beschrieben: Ein sogenanntes Streichrohpapier mit einem Flächengewicht von 75 g/qm soll mit A) 10 g/qm bzw. B) 25 g/qm einer Beschichtungsmasse folgender Zusammensetzung beschichtet werden:

100 Teile Pigment (Clay, Kreide, Satinweiß)
10 Teile Bindemittel, z.B. carboxylierter Styrol-Butadienlatex mit 50% Trockensubstanz.
4 Teile lösliches Bindemittel, z.B. Kasein
1 Teil Alkalilauge, z.B. 25%ige NaOH
74 Teile Wasser

Die Streichfarbe enthält ferner die erforderlichen Anteile an DispergierhilfsmittelEntschäumer und weiteren üblichen Zusätzen.
Die Beschichtungsanlage hat die in Figur 1 wiedergegebene Anordnung. Die Bahnbreite beträgt 315 cm. Als Abstreifer wird eine Ausbildung gemäß Figur 2 mit eingelegtem Blatt aus Federstahl verwendet. Der Abstreifer hat eine konkav gekrümmte Einlaufflanke mit einem Krümmungsradius von 250 mm und ist 200 mm lang. Die Stützwalze hat einen Durchmesser von 500 mm, die Oberflächenhärte beträgt 46 Einheiten Shore A (140 P + J.-Einheiten).
Bei einer Bahngeschwindigkeit von 500 m/Min. wird zunächst mittels einer üblichen Tauchwalze ein Uberschuß an Beschichtungsmaterial aufgebracht und durch den Abstreifer wieder entfernt. Dazu wird das scharfkantige Ende des Abstreifers an die beschichtete Bahnoberfläche unter einem flachen Winkel mit einem solchen Druck an die beschichtete Bahnoberfläche angepreßt, daß der sich in dem sichelförmigen Einlaufspalt aufbauende hydrodynamische Druck des Beschichtungsmaterials so kompensiert wird, daß im Betriebszustand zwischen der Abstreiferkante und der Stützwalzenoberfläche ein enger Spalt entsteht, den die beschichtete Bahn einer definiert eingestellten Auftragsstärke und glatter Oberfläche passiert.
Das niedrige Auftragsgewicht A von 10 g/qm 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 mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung erreicht, wenn der Anstellwinkel größer ist, so daß sich eine kürze Einlaufzone mit Druckaufbau in der Streichfarbe ausbildet. Bei einem pneumatisch an dem seitlichen Ende des Abstreifers in der Stuhlung gegen die Stützwalze erzeugten Anpreßdruck von etwa 3 kN/m (Liniendruck wird im vorliegenden Fall ein Naßauftrag erreicht, der im getrockneten Zustand (6% Feuchte) 10 g/qm beträgt. Das Auftragsgewicht wurde zur Kontrolle jeweils auf gleicher Bahnhöhe an den Außenkanten und in der Bahnmitte ermittelt. Die Mittelwerte aus mehreren Messungen ergaben: Bahnaußenkanten 10,0 g/qm und 10,1 g/qm, Bahnmitte 10,0 g/qm. Die maximalen Abweichungen der Einzelmessungen untereinander betrugen O,5 g/qm. Diese Auswertung zeigt die gute Gewichtskonstanz quer zur Bahn.
Das höhere Auftragsgewicht B von 25 g/qm 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 flacheres Anstellen des Abstreifers und Ausbilden eines langen sichelförmigen Einlaufspaltes in dem sich in der Beschichtungsmasse ein hydrodynamischer Druck aufbaut, auch ein höheres Auftragsgewicht möglich, ohne daß der Anpreßdruck wesentlich verringert werden muß. Die gute Einstellbarkeit des Abstreifers hat zur Folge, daß nur akzeptierbare Gewichtsschwankungen quer zur Bahn auftreten. Die hohen Qualitätsanforderungen haben den tolerierbaren Bereich der Gewichtsabweichungen 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. Bei einem an den seitlichen Enden des Abstreifers in der Stuhlung gegen die Stützwalze erzeugten Anpreßdruck von etwa 3 kN/m (Liniendruck) wird im vorliegenden Fall ein Naßauftrag erreicht, der im getrockneten Zustand (6% Feuchte) 25 g/qm beträgt. Das Auftragsgewicht wurde zur Kontrolle jeweils auf gleicher Bahnhöhe an den Außenkanten und in der Bahnmitte ermittelt. Die Mittelwerte aus mehreren Messungen ergaben:

Bahnaußenkanten 25 g/qm und 24,5 g/qm, Bahnmitte-24 g/qm.

Die maximalen Abweichungen der Einzelmessungen untereinander betrugen 2 g/qm. Die Auswertung zeigt die gute Gewichtskonstanz quer zur Bahn. Ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung 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 die Ausbildung eines sichelförmigen reproduzierbar einstellbaren Einlaufspaltes und eines kurzen eigentlichen Abstreifbereiches an der Auflagenkante des Abstreifers ermöglichen muß und weiterhin der in sich starre Abstreifer mit einer konkav gekrümmten Einlaufflanke. Der Anpreßdruck sollte mit Rücksicht auf den konstruktiven Aufwand von Abstreiferstützwalze 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 1.200 m/Min. aufbauende hydrodynamische Druck der Beschichtung kompensiert wird und die Einstellung mit ausreichender Reproduzierbarkeit möglich ist. Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht darin, daß mit nur einer Vorrichtung stark unterschiedliche Auftragsgewichte mit geringeren Schwankungen als bisher üblich, insbesondere bei großen Arbeitsbreiten 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. Der Vorteil des erfindungsgemäß in sich starren Abstreifers mit konkav gekrümmter, langer Einlaufflanke 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 mit Beschichtungsmasse mehr oder weniger weit gefüllte sichelförmige Einlaufspalt ist insbesondere an der Endkante des Abstreifers an jeder Stelle quer zur Bahn gleich dick und ermöglicht geringere Abweichungen vom Sollgewicht, als es mit den bisher bekannten Dosiereinrichtungen möglich war.

Bezugszeichenliste

1 Materialbahn, beispielsweise Karton oder Papier
2 Stützwalze mit elastischer Oberfläche
3 Umlenkwalzen, Leitwalzen
4 Auftragswerk
5 Abstreifer
6 scharfkantiges Ende der Einlaufflanke, Auflagelinie, Drehachse
7 gekrümmte Einlaufflanke des Abstreifers
8 eingestellte Auftragsstärke auf der beschichteten Bahn
9 offener Trog für die Beschichtungsmasse
10 Nut im Abstreifer
11 eingelegtes Stahlblatt, Blade-Klinge
12 Stanzzungen im Stahlblatt
13 Leiste, Abschlußleiste

Claims

1. Vorrichtung zur Regulierung des Auftragsgewichtes von Beschichtungen auf in laufender Bahn geführtem Material,

a) mit einer die laufende Bahn auf der unbeschichteten Seite stützenden Walze,

aa) die einen Radius von 150-500 mm und

ab) eine elastische Oberfläche mit einer Härte von 82-34 Einheiten Shore A aufweist, und

b) einen sich während der Einwirkung auf die Beschichtung in Ruhe befindlichen Abstreifer,

ba) der auf der Einlaufseite eine gekrümmte Einlaufflanke aufweist,

bb) deren an die Warenbahn anliegendes Ende scharfkantig ausgebildet ist und

c) der Abstreifer über den Anlegepunkt an die Warenbahn als Drehpunkt schwenkbar ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß

d) der in sich starre Abstreifer (5) eine konkav gekrümmte Einlaufflanke (7),

da) mit einem Krümmungsradius, der gleich oder geringfügig kleiner oder größer als der Krümmungsradius der Stützwalze (2) ist, aufweist,

e) die Länge der Einlaufflanke (7) von 10-250 mm beträgt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Länge der Einlaufflanke (7) 50-200 mm beträgt.

3. Vorrichtung nach Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß in die konkav gekrümmte Einlaufflanke (7) des Abstreifers (5) ein an diesem anliegendes Stahlblatt (11) eingelegt ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß das Stahlblatt (11) mittig in Abständen voneinander angeordnete Stanzzungen (12) aufweist, die in eine hinterstochene Nut (10) in der Einlaufflanke (7) des Abstreifers (5) eingreifen und das Stahlblatt (11) in seiner Position halten.

5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet ,
daß das den Anliegepunkt bildende Ende (6) der Einlaufflanke (7) durch eine am Abstreifer (5) befestigte Abschlußleiste (13) gebildet wird.