EP0666370B1 - Verfahren zum wenigstens einseitigen Beschichten einer Faserstoffbahn mit einem Auftragsmedium und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents

Verfahren zum wenigstens einseitigen Beschichten einer Faserstoffbahn mit einem Auftragsmedium und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens Download PDF

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EP0666370B1
EP0666370B1 EP95100887A EP95100887A EP0666370B1 EP 0666370 B1 EP0666370 B1 EP 0666370B1 EP 95100887 A EP95100887 A EP 95100887A EP 95100887 A EP95100887 A EP 95100887A EP 0666370 B1 EP0666370 B1 EP 0666370B1
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EP
European Patent Office
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applicator
application
free jet
fibrous web
coating
Prior art date
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Application number
EP95100887A
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English (en)
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Martin Dr. Kustermann
Bernhard Kohl
Michael Dr. Trefz
Friedhelm Ruhl
Ingo Gottwald
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Voith Patent GmbH
Original Assignee
Voith Paper Patent GmbH
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    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
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    • D21H23/00—Processes or apparatus for adding material to the pulp or to the paper
    • D21H23/02—Processes or apparatus for adding material to the pulp or to the paper characterised by the manner in which substances are added
    • D21H23/22—Addition to the formed paper
    • D21H23/52—Addition to the formed paper by contacting paper with a device carrying the material
    • D21H23/56—Rolls
    • 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
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B05C9/00—Apparatus or plant for applying liquid or other fluent material to surfaces by means not covered by any preceding group, or in which the means of applying the liquid or other fluent material is not important
    • B05C9/04—Apparatus or plant for applying liquid or other fluent material to surfaces by means not covered by any preceding group, or in which the means of applying the liquid or other fluent material is not important for applying liquid or other fluent material to opposite sides of the work

Definitions

  • the invention relates to a method for at least one-sided coating of a fibrous web with a Order medium, specifically with the characteristics from the The preamble of claim 1, further a device for Execution of the procedure.
  • the Predosing device comprises a nozzle applicator, in which Glue or coating color via a special distribution system is passed into the pressure chamber of the application nozzle and one Squeegee device.
  • the application medium passes through a Slot nozzle from the pressure chamber into the order area.
  • the amount of glue or coating slip is applied using a doctor blade or a pressable blade controlled.
  • DE-A-2 310 526 describes a method for coating both sides of a Paper web in a device comprising an application roller and a Counter element, which together form a gap through which the paper web is passed through, and in which the application medium on the roller pre-dosed an order media free jet and in the gap on the web is transmitted.
  • further rollers are connected upstream. Further is a sump of the application medium is provided.
  • Such a swamp is absolute harmful, because it moistens the paper web much too much and therefore its Strength reduced. Evenness is on both sides of the Paper web no longer exist. At today's high Such a swamp would affect the web and the web Spray off the rollers, causing further irregularities in the application on the would lead.
  • DE-A-3 526 257 describes a two-roll applicator.
  • an order medium is pre-dosed by a direct one Application on the rollers.
  • nozzles with elastic lips provided that are pressed onto the jacket of the applicator roller.
  • a such an embodiment does not produce a free jet.
  • the pressure of the lips against the surface of each roller guarantees none even, controlled order.
  • the invention is therefore based on the object of a method and also a method Device for performing the method of the type mentioned to develop in such a way that the disadvantages mentioned are avoided.
  • the amount of film to be transferred to the fibrous web is over time and over the machine working width, i.e. transverse to the direction of the fibrous web to keep constant.
  • the amount of film to be applied should also be certain Bandwidths can be controlled.
  • the dosing element should be robust with regard to its handling and one have low susceptibility to damage, for use at high Order speeds are suitable and easy to use as well have a very small number of wearing parts.
  • the pre-metering takes place in one Two-element application device on the outer surface of an application roller at least indirectly, i.e. both directly and indirectly through the order of order medium by means of at least one free jet.
  • a Free blasting offers the advantage of direct control of the order quantity and thus the thickness of the application film on the outer surface by change certain parameters such as the exit cross section, the Exit speed and the application angle of the free jet in Connection with the speed of the application roller.
  • the free jet can be directed directly onto the outer surface of the application roller be or on the outer surface of a transfer roller, which in turn the Application medium at least indirectly, i.e. directly or through another Transfer roller on the outer surface of the application roller transmits.
  • the latter variant also offers the advantage a further metering effect, in particular the stretching of the application film by the appropriate adjustment of the diameter ratio of Application roller and transfer roller achieved speed difference of Shell surfaces of application and transfer roller.
  • At least one application element preferably an application roller
  • an application unit comprising a device for generating a free jet which at least indirectly applies the application medium to the surface of the application element.
  • the device for generating a free jet can be directly assigned to the order element (free jet is directed directly onto the surface of the order element) or, if at least one transmission element is connected in series, can be directly assigned to it.
  • the second option offers the advantage of being more suitable Design of the diameter ratio between order and Transfer roller an additional metering effect, in usually in the form of a film stretching through the Achieve transfer roller. It is special advantageous if a particularly thin application film on the Fibrous web is desired.
  • the free jet nozzle device can be as in the US-A-3,418,970, US-A-3,521,602 and US-A-4,231,318 be designed. Acting with the free jet nozzle device it is usually a pure order setup with own supporting body, for example a distributor and a slot nozzle extending across the machine width includes. The application takes place without contact of the nozzle with the Lateral surface of the application element.
  • the Free jet nozzle device is in the radial direction displaceable relative to the outer surface of the application roller and rotatable about a certain axis so that the Application angle with respect to the outer surface of the application roller is variably adjustable.
  • the Nozzle device according to US-A-3,418,970 such arranged opposite the lateral surface of the application roller, that in the order direction, i.e. in the direction of the Roll a converging gap between the outer surface the application or transfer roller and the Free jet nozzle device results.
  • the nozzle channel of the nozzle device i.e. the connecting line between the distributor and the nozzle outlet be curved.
  • the curvature runs in the essentially converging to the order or Transfer roller. With this procedure lies then low-air layer on the roller and the air-rich layer Outside.
  • a change in the outlet cross-section and the speed the application or transfer rollers are constructive easy to implement while changing the Exit velocity as a function of Outlet cross section and the design of the nozzle or Container (specifically the changes in cross section between Distributor or container and outlet cross section) look at is.
  • the Two-element application device an application roller include an extended with a circulating belt Press nip for passing the fibrous web forms.
  • the free jet is then preferably applied to the Lateral surface of the application roller, but also the order the tape may be conceivable.
  • Such Device is also suitable for one-sided and double-sided coating of fibrous webs.
  • the devices for generating the Free jet in the part of the lateral surface of the order or Transfer roller arranged in the direction of rotation Rolls in the area before the nip inlet are also conceivable.
  • additional leveling devices for example in form of air brushes applied to even out the Film used on the outer surface.
  • the order according to the invention by means of a free jet on the The surface of an application element offers the advantage of a direct controllability of the pre-dosing of the application medium on the surface of an order element and thus the Predosing for the one to be transferred in the press nip Order quantity.
  • the system according to the invention offers further the advantage that the amount of film to be applied kept constant over time and across the working width can be.
  • the order or. Dosing system stands out due to a small number of wearing parts and thus longer downtimes between the necessary changes the dosing elements.
  • the adjustability of the size of the Outlet openings and changes in position with respect to the Order elements are easy to construct.
  • the inventive method is suitable for Coating slip as well as starch.
  • FIG. 1 shows a two-roller application device.
  • the two Application rollers 1 and 2 are opposite to each other driven. Essentially below that from below above running part of the roll circumference of each roll 1, 2 an application unit 5, 6 for a flowable medium arranged.
  • the fibrous web 4 is from bottom to top passed through the nip 3. It is in the Areas 7, 8, the nip 3 with the Fibrous web 4 forms a film of a flowable Medium over the roller surfaces on both sides of the Fibrous web 4 applied.
  • the application medium for example coating slip in the desired thickness according to the distances of the Rolling circles of both rollers 1 and 2 onto the fibrous web 4 applied.
  • the application devices 5 is as Free jet nozzle device executed.
  • the nozzle channel of the Free jet nozzle device 5 is preferably curved executed.
  • the free jet 13 is corresponding represented schematically.
  • the application device 6 is as an STDA with a squeegee, for example as in the on 17.03.1994 published DE-A-42 30 276.
  • the coating slip is applied to the outer surface 11 and 12 respectively the rollers 1 and 2 applied.
  • FIG. 2 illustrates an embodiment analogous to FIG. 1 with additional leveling devices.
  • the fibrous web 4 is here from above passed down through the press nip 3.
  • the fibrous web 4 is from top to bottom through the Roll nip 3 out.
  • a film a flowable medium over the roller surface 11 or 12 applied to the fibrous web 4.
  • FIG. 3 illustrates a two-roller application device with additional transfer rollers that run counter to the Rotate application rollers and form a gap with them.
  • the basic structure corresponds to that in Figure 2, which is why for same elements same reference numbers have been used.
  • Each applicator roller 1 or 2 is a transfer roller 16 or 17 with an application device 5a or 5b in the form assigned to at least one free jet nozzle.
  • Application rollers 1 and 2 and transfer rollers 16 and 17 respectively form a gap 30 or 31 with each other.
  • the transfer rollers 16 and 17 preferably have a smaller diameter than the application rollers 1 and 2 respectively, whereby each between application roller 1 or 2 and transfer roller 16 or 17 a speed difference between them Shell surfaces 11 and 18 or 12 and 19 results. This Speed difference contributes to a stretching of the Coating film and thus for an additional metering effect at.
  • Figure 4 illustrates a possibility of pre-metering Coating paint directly on an applicator roller Two-roller application device by means of a closed Headbox 19.
  • the basic structure of the Two-roller application device corresponds to that in the figures 1 to 3, which is why the same reference numerals for the same elements were used.
  • the coating slip is fed directly on the lateral surface 12 of the application roller 2.
  • the headbox includes a pressurizable one Container 20 with one, essentially over the outlet line 21 that extends across the entire width of the machine The flow cross section of the outlet line 21 is in the Cross section changeable - however over the width of the Order constant.
  • the application on the application roller 1 takes place by means of a open headbox 25, for example a central open container 26 with overflow weir and a Has drain element 27, via which the coating slip is passed onto the lateral surface 11 of the application roller 1.
  • a open headbox 25 for example a central open container 26 with overflow weir and a Has drain element 27, via which the coating slip is passed onto the lateral surface 11 of the application roller 1.
  • the drain element 27 assigned aperture that acts like a choke.
  • FIG 5 is a two-element applicator shown that an applicator roller 1 with a circumferential band 22 forms an extended press nip 23, includes.
  • the application roller 1 is one Free jet nozzle device 5a assigned.
  • the circulating Band 22 is made by passing the band through a Glue suspension filled container 28, the quantity of glue carried along by the tape 22 by an in Blade 24 downstream direction is equalized.
  • the embodiment shown in Figure 5 is preferably for coating on both sides with different application media can be used, while the in 1 to 4 preferably shown for the double-sided coating with the same Application medium are suitable. However, here is one too different or only one-sided coating conceivable. In those shown in Figures 1 and 4 There is also the option of both Order elements the same order units assign.

Landscapes

  • Coating Apparatus (AREA)
  • Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
  • Paper (AREA)
  • Treatment Of Fiber Materials (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum wenigstens einseitigen Beschichten einer Faserstoffbahn mit einem Auftragsmedium, im Einzelnen mit den Merkmalen aus dem Oberbegriff des Anspruches 1, ferner eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
Auf dem Gebiet der Papierveredelung sind zum Beschichten von Faserstoffbahnen mit einem Auftragsmedium verschiedene Verfahren und Vorrichtungen bekannt. Dabei erfolgt die Beschichtung der Faserstoffbahn mit einem Auftragsmedium entweder direkt durch Auftrag auf die Faserstoffbahn, die einen rotationssymmetrischen Körper auf einem Teil dessen Umfanges umschlingt oder wird auf die Mantelfläche eines rotationssymmetrischen Körpers vordosiert. In beiden Fällen erfolgt der Auftrag in zwei nacheinanderfolgenden Schritten - dem Auftrag von Streich- oder Leimmasse im Überschuß mittels einer Auftragsdüse und dem anschließenden Abrakeln der überschüssigen Auftragsmasse mit einem Egalisiersystem, meist in Form nachgeordneter Rakel- und Klingeneinrichtungen. Die vorrichtungsmäßige Umsetzung im zuletzt genannten Fall erfolgt beispielsweise in einer Filmpresse. Bei den konventionellen Filmpressen erfolgt der Auftrag des Auftragsmediums auf die Mantelflächen der Auftragswalzen, wobei die Dosierung in der Regel durch nachgeordnete Rakeleinrichtungen realisiert wird. An der Auftragswalzenstuhlung sind die Vordosiereinrichtungen angeordnet und sind über Zylinder oder ähnliche Hilfsmittel an die Mantelflächen der Auftragswalzen anpreßbar. Die Vordosiereinrichtung umfaßt ein Düsenauftragswerk, bei dem Leim- bzw. Streichfarbe über ein spezielles Verteilsystem in die Druckkammer der Auftragsdüse geleitet wird und eine Rollrakeleinrichtung. Das Auftragsmedium gelangt durch eine Schlitzdüse von der Druckkammer in den Auftragsraum. Die Leim- bzw. Streichmassemenge wird mittels eines Rollrakels oder einer anpreßbaren Klinge gesteuert.
Nachteile derartiger Ausführungen sind vor allem ein komplizierter Aufbau des Auftrags- bzw. Dosiersystems und die Nutzung eines Verschleißteiles als Dosierelement, weshalb ein Konstanthalten der Filmenge über die Zeit sehr problematisch und nicht direkt beeinflußbar ist. Auch das Querprofil des aufgetragenen Mediums kann nur durch langwierige Profileinstellarbeiten konstant gehalten werden, d.h. der Auftrag über die Maschinenbreite erfolgt nicht zwingend gleichmäßig. Bei hohen Feststoffgehalten bzw. bei extrem saugfähigem Papier besteht desweiteren die Gefahr des Bildens von Profilrillen, was zu einer Begrenzung der minimal möglichen Auftragsmenge führt.
Die Verwendung eines Verschleißteiles als Dosierelement führt zu geringen Standzeiten des Dosierelementes und damit zu unerwünschten Stillstandszeiten der Maschine, die durch den Wechsel des Dosierelementes bedingt sind. Desweiteren ist eine Steuerung der Auftragsmenge ohne Wechsel der Dosierelemente oder langwierige Einstellarbeiten kaum möglich.
DE-A-2 310 526 beschreibt ein Verfahren zum beidseitigen Beschichten einer Papierbahn in einer Vorrichtung, umfassend eine Auftragswalze und ein Gegenelement, die miteinander einen Spalt bilden, durch den die Papierbahn hindurchgeführt wird, und bei dem das Auftragsmedium auf die Walze durch einen Auftragsmedien-Freistrahl vordosiert und im Spalt auf die Bahn übertragen wird. Dabei sind jedoch weitere Walzen vorgeschaltet. Ferner ist ein Sumpf des Auftragsmediums vorgesehen. Ein solcher Sumpf ist absolut schädlich, da er die Papierbahn viel zu stark durchfeuchtet und damit deren Festigkeit herabsetzt. Auch ist die Gleichmäßigkeit auf beiden Seiten der Papierbahn damit nicht mehr gegeben. Bei den heute üblichen hohen Bahngeschwindigkeiten würde ein solcher Sumpf auf die Bahn und auf die Walzen abspritzen, was zu weiteren Ungleichmäßigkeiten des Auftrags auf der Bahn führen würde.
DE-A-3 526 257 beschreibt eine Zweiwalzen-Auftragsvorrichtung. Hierbei erfolgt eine Vordosierung eines Auftragsmediums durch unmittelbares Aufbringen auf die Walzen.
Als Mittel zum Auftragen sind jedoch Düsen mit elastischen Lippen vorgesehen, die an den Mantel der Auftragswalze angedrückt sind. Eine solche Ausführungsform erzeugt keinen Freistrahl. Das Andrücken der Lippen gegen die Mantelfläche einer jeden Walze gewährleistet keinen gleichmäßigen, kontrollierten Auftrag.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren, ferner eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, daß die genannten Nachteile vermieden werden. Die auf die Faserstoffbahn zu transferierende Filmmenge ist über die Zeit und über die Maschinenarbeitsbreite, d.h. quer zur Faserstoffbahnlaufrichtung konstant zu halten. Die aufzutragende Filmmenge sollte zudem in gewissen Bandbreiten steuerbar sein. Desweiteren bestehen wesentliche Anforderungen an das weiterzuentwickelnde Verfahren bzw. die Vorrichtung vor allem darin, den Verschleiß des Dosierelementes zu minimieren und damit eine längere Standzeit zwischen einem erforderlichen Wechsel der Dosierelemente zu realisieren. Niedrige Betriebskosten und die Eignung für den Einsatz zum Auftrag von Streichfarbe und Stärke sind weitere wesentliche Erfordernisse.
Das Dosierelement sollte hinsichtlich seiner Handhabung robust sein und eine geringe Beschädigungsanfälligkeit aufweisen, für den Einsatz bei hohen Auftragsgeschwindigkeiten geeignet und einfach bedienbar sein sowie nur eine sehr geringe Anzahl an Verschleißteilen aufweisen.
Die erfindungsgemäße Lösung der Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 charakterisiert.
Die vorrichtungsmäßige Umsetzung erfolgt entsprechend Anspruch 3.
Desweiteren besteht die Möglichkeit, die Aufgabe mit einer Vorrichtung entsprechend Anspruch 13 zu lösen. Vorteilhafte Ausgestaltungsmöglichkeiten sind in den Unteransprüchen wiedergegeben.
Erfindungsgemäß erfolgt die Vordosierung in einer Zweielementenauftragsvorrichtung auf die Mantelfläche einer Auftragswalze wenigstens mittelbar, d.h. sowohl direkt, als auch indirekt durch den Auftrag von Auftragsmedium mittels wenigstens eines Freistrahles. Der Einsatz eines Freistrahles bietet den Vorteil der direkten Steuerung der Auftragsmenge und damit der Dicke des Auftragsfilmes auf der Mantelfläche durch Änderung bestimmter Parameter wie beispielsweise dem Austrittsquerschnitt, der Austrittsgeschwindigkeit und dem Auftragswinkel des Freistrahles im Zusammenhang mit der Drehzahl der Auftragswalze.
Der Freistrahl kann direkt auf die Mantelfläche der Auftragswalze gerichtet sein oder auf die Mantelfläche einer Übertragungswalze, die wiederum das Auftragsmedium wenigstens mittelbar, d.h. direkt oder über eine weitere Übertragungswalze auf die Mantelfläche der Auftragswalze überträgt. Letzgenannte Variante (mittelbarer Auftrag) bietet zudem den Vorteil einer weiteren Dosierwirkung, insbesondere der Streckung des Auftragsfilmes durch die bei geeigneter Abstimmung des Durchmesserverhältnisses von Auftragswalze und Übertragungswalze erzielte Geschwindigkeitsdifferenz der Mantelflächen von Auftrags- und Übertragungswalze.
Die erfindungsgemäße vorrichtungsmäßige Umsetzung wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 3 bestimmt. Bei einer Zweielementenauftragseinrichtung ist
wenigstens einem Auftragselement, vorzugsweise einer Auftragswalze, eine Auftragseinheit, umfassend eine Einrichtung zur Erzeugung eines Freistrahles, der wenigstens mittelbar das Auftragsmedium auf die Oberfläche des Auftragselementes aufträgt, zugeordnet. Die Einrichtung zur Erzeugung eines Freistrahles kann dabei dem Auftragselement direkt zugeordnet sein (Freistrahl ist direkt auf die Oberfläche des Auftragselementes gerichtet) oder aber bei Vorschaltung wenigstens eines Übertragungselementes diesem direkt zugeordnet sein.
Vorzugsweise ist die Zweielementenauftragsvorrichtung in Form einer Zweiwalzenauftragseinrichtung ausgebildet, d.h. zwei zueinander achsparallele Auftragswalzen sind gegenläufig zueinander angetrieben und bilden miteinander einen Preßspalt, durch den die Faserstoffbahn hindurchgeführt wird. Der Auftrag von Auftragsmedium auf die Faserstoffbahn erfolgt beim Hindurchführen durch den Preßspalt, bei dem die auf die Oberfläche der Auftragswalze vordosierte Auftragsmenge auf die Faserstoffbahn übertragen wird. Diese Vorrichtung eignet sich sowohl zur einseitigen Beschichtung als auch zur zweiseitigen Beschichtung von Faserstoffbahnen mit Auftragsmasse, wobei für beide Faserstoffbahnseiten gleiche oder unterschiedliche Auftragsmedien vorgesehen werden können.
Erfindungsgemäß sind zwei Möglichkeiten denkbar:
  • 1) der Auftrag erfolgt unmittelbar, d.h. direkt auf die Mantelfläche einer Auftragswalze;
  • 2) der Auftrag erfolgt hier mittelbar bzw. indirekt, d.h. auf die Mantelfläche einer der Auftragswalze zugeordneten Übertragungswalze.
    • Die zweite Möglichkeit bietet den Vorteil bei geeigneter Gestaltung des Durchmesserverhältnisses zwischen Auftrags- und Übertragungswalze eine zusätzliche Dosierwirkung, in der Regel in Form einer Filmstreckung durch die Übertragungswalze zu erzielen. Die ist besonders vorteilhaft wenn ein besonders dünner Auftragsfilm auf der Faserstoffbahn gewünscht ist.
    Für die Gestaltung der Einrichtung zur Erzeugung eines Freistrahles ergeben sich zwei bevorzugte Varianten:
  • 1) eine Freistrahldüseneinrichtung
  • 2) ein geschlossener Stoffauflauf mit einem druckbeaufschlagten zentralen Behälter und veränderlich einstellbarer Auslaßöffnung.
    • Die Freistrahldüseneinrichtung kann dabei wie in den Patentschriften US-A-3,418.970, US-A-3,521,602 und US-A-4,231,318 gestaltet sein. Bei der Freistrahldüseneinrichtung handelt es sich in der Regel um eine reine Auftragseinrichtung mit eigenem Tragkörper, die beispielsweise einen Verteiler und eine sich über die Maschinenbreite erstreckende Schlitzdüse umfaßt. Der Auftrag erfolgt ohne Kontakt der Düse mit der Mantelfläche des Auftragselementes. Die Freistrahldüseneinrichtung ist in radialer Richtung gegenüber der Mantelfläche der Auftragswalze verschiebbar und um eine bestimmte Achse derart drehbar, daß der Auftragswinkel gegenüber der Mantelfläche der Auftragswalze veränderlich einstellbar ist. Vorzugsweise ist die Düseneinrichtung entsprechend der US-A-3,418.970 derart gegenüber der Mantelfläche der Auftragswalze angeordnet, daß sich in Auftragsrichtung, d.h. in Laufrichtung der Walze ein konvergierender Spalt zwischen der Mantelfläche der Auftrags- oder Übertragungswalze und der Freistrahldüseneinrichtung ergibt.
    Desweiteren kann der Düsenkanal der Düseneinrichtung, d.h. die Verbindungsleitung zwischen Verteiler und Düsenaustritt gekrümmt ausgeführt sein. Die Krümmung verläuft im wesentlichen konvergierend zur Auftrags- bzw. Übertragungswalze. Bei diesem Verfahren liegt dann die luftarme Schicht an der Walze an und die luftreiche Schicht außen.
    Die Dosierwirkung beider Systeme beim Auftrag wird durch verschiedene Faktoren bestimmt. Dazu gehören:
  • 1) der Strömungs- bzw. Austrittsquerschnitt aus der Freistrahldüse oder dem Behälter des Stoffauflaufes;
  • 2) die Austrittsgeschwindigkeit des Auftragsmediums;
  • 2) der Druck im Verteiler oder Behälter;
  • 3) die Drehzahl der Auftragswalze.
    • Eine Änderung des Austrittsquerschnittes und der Drehzahl der Auftrags- oder Übertragungswalzen sind konstruktiv einfach zu realisieren, während die Änderung der Austrittsgeschwindigkeit als eine Funktion des Austrittsquerschnittes und der Gestaltung der Düse bzw. des Behälters (speziell der Querschnittsänderungen zwischen Verteiler bzw. Behälter und Austrittsquerschnitt) zu betrachten ist.
    Unter einem weiteren Aspekt kann die Zweielementenauftragsvorrichtung eine Auftragswalze umfassen, die mit einem umlaufenden Band einen verlängerten Preßspalt zum Hindurchführen der Faserstoffbahn bildet. Der Auftrag des Freistrahles erfolgt dann vorzugsweise auf die Mantelfläche der Auftragswalze, aber auch der Auftrag auf das Band ist unter Umständen denkbar. Eine derartige Vorrichtung eignet sich ebenfalls zur einseitigen und zweiseitigen Beschichtung von Faserstoffbahnen.
    Vorzugsweise sind die Einrichtungen zur Erzeugung des Freistrahles in dem Teil der Mantelfläche von Auftrags- bzw. Übertragungswalze angeordnet, der in Drehrichtung der Walzen im Bereich vor dem Preßspalteinlauf liegt. Eine Anordnung in vom Preßspalteinlauf entfernten Bereichen ist ebenfalls denkbar. In diesem Fall werden vorzugsweise zusätzliche Egalisiereinrichtungen, beispielseise in Form von Luftbürsten zur Vergleichmäßigung des aufgetragen Filmes auf der Mantelfläche eingesetzt.
    Der erfindungsgemäße Auftrag mittels Freistrahl auf die Oberfläche eines Auftragselementes bietet den Vorteil einer direkten Steuerbarkeit der Vordosierung des Auftragsmediums auf die Oberfläche eines Auftragselementes und damit der Vordosierung für die im Preßspalt zu übertragende Auftragsmenge. Das erfindungsgemäße System bietet desweiteren den Vorteil, daß die aufzutragende Filmmenge über die Zeit und über die Arbeitsbreite konstant gehalten werden kann. Das Auftrags-bzw. Dosiersystem zeichnet sich durch eine geringe Anzahl von Verschleißteilen und damit längeren Standzeiten zwischen den erforderlichen Wechseln der Dosierelemente aus. Die Einstellbarkeit der Größe der Austrittsöffnungen sowie Lageänderungen bezüglich des Auftragselementes sind konstruktiv einfach realisierbar. Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich sowohl für Streichmasse als auch Stärke.
    Für den Auftrag mittels eines offenen Stoffauflaufes sind zusätzliche Vorkehrungen zu treffen, um die gewünschte direkte Beeinflussung der Dosierung zu erzielen. Zusätzliche Drossel- oder andere Störelemente im Ablauf aus dem offenen Behälter sind denkbar.
    Die erfindungsgemäße Lösung der Aufgabe ist nachfolgend anhand von Figuren erläutert. Es zeigen:
    Fig. 1
    eine Zweiwalzenauftragsvorrichtung mit zugeordneter Freistrahldüseneinrichtung an einer Auftragswalze und SDTA mit Rakel an der anderen Auftragswalze;
    Fig. 2
    eine Zweiwalzenauftragsvorrichtung mit zugeordneter Freistrahldüseneinrichtung und zusätzlichem Egalisiersystem;
    Fig. 3
    eine Zweiwalzenauftragsvorrichtung mit Übertragungswalze;
    Fig. 4
    eine Zweiwalzenauftragsvorrichtung mit geschlossenem Stoffauflauf an einer Auftragswalze und offenem Stoffauflauf an der anderen Auftragswalze;
    Fig. 5
    eine Zweielementenauftragsvorrichtung bestehend aus Walze und Band mit Freistrahldüseneinrichtung.
    Die Figur 1 zeigt eine Zweiwalzenauftragsvorrichtung. Eine Auftragswalze 1 und eine Auftragswalze 2, die achsparallel zueinander angeordnet und drehbar gelagert sind, bilden miteinander einen Walzenspalt 3 zum Hindurchführen einer Faserstoffbahn, insbesondere Papierbahn 4. Die beiden Auftragswalzen 1 und 2 sind gegenläufig zueinander angetrieben. Im wesentlichen unterhalb dem von unten nach oben laufenden Teil des Walzenumfanges jeder Walze 1, 2 ist eine Auftragseinheit 5, 6 für ein fließfähiges Medium angeordnet. Die Faserstoffbahn 4 wird von unten nach oben durch den Walzenspalt 3 geführt. Dabei wird in den Bereichen 7, 8, die der Walzenspalt 3 mit der Faserstoffbahn 4 bildet, ein Film eines fließfähigen Mediums über die Walzenoberflächen auf beiden Seiten der Faserstoffbahn 4 aufgebracht. Durch das Führen der Faserstoffbahn 4 von unten nach oben durch den Walzenspalt 3 wird das Auftragsmedium, beispielsweise Streichmasse in der gewünschten Dicke entsprechend der Abstände der Wälzkreise beider Walzen 1 und 2 auf die Faserstoffbahn 4 aufgetragen.
    Die Auftragseinrichtungen 5 ist als Freistrahldüseneinrichtung ausgeführt. Der Düsenkanal der Freistrahldüseneinrichtung 5 ist vorzugsweise gekrümmt ausgeführt. Der Freistrahl 13 ist entsprechend schematisiert dargestellt. Die Auftragseinrichtung 6 ist als STDA mit Rakel, beispielsweise wie in der am 17.03.1994 veröffentlichten DE-A-42 30 276, ausgeführt. Die Streichmasse wird jeweils auf die Mantelfläche 11 bzw. 12 der Walzen 1 und 2 aufgetragen.
    Die Figur 2 verdeutlicht eine Ausführung analog zu Figur 1 mit zusätzlich angeordneten Egalisiereinrichtungen. Für gleiche Elemente wurden deshalb gleiche Bezugszeichen gewählt. Die Faserstoffbahn 4 wird hier jedoch von oben nach unten durch den Preßspalt 3 geführt. Im Bereich des unteren Teiles des von unten nach oben laufenden Teil des Walzenumfanges bzw. der Mantelflächen 11, 12 jeder Walze 1, 2 ist jeweils eine Auftragseinheit 5a bzw. 5b für das Auftragsmedium, beispielsweise Streichfarbe, angeordnet. Die Faserstoffbahn 4 wird von oben nach unten durch den Walzenspalt 3 geführt. Dabei wird in den Bereichen 7, 8, die der Walzenspalt mit der Faserstoffbahn bildet, ein Film eines fließfähigen Mediums über die Walzenoberfläche 11 bzw. 12 auf die Faserstoffbahn 4 aufgebracht. Zusätzlich sind in dem, den Auftragseinrichtungen 5a und 5b in Walzendrehrichtung nachgeordneten Teil der Walzenmäntel 11 bzw. 12 zusätzliche Egalisiereinrichtungen 14 bzw. 15 in Form von Luftbürsten vorgesehen. Die damit erzeugten Luftstrahlen bewirken eine Vergleichmäßigung der aufgetragenen Streichmasse vor der Übertragung auf die Faserstoffbahn 4 im Walzenspalt 3.
    Die Figur 3 verdeutlicht eine Zweiwalzenauftragsvorrichtung mit zusätzlichen Übertragungswalzen, die gegenläufig zu den Auftragswalzen rotieren und mit diesen einen Spalt bilden. Der Grundaufbau entspricht dem in Figur 2, weshalb für gleiche Elemente gleiche Bezugszahlen verwandt wurden. Jeder Auftragswalze 1 bzw. 2 ist eine Übertragungswalze 16 bzw. 17 mit einer Auftragseinrichtung 5a bzw. 5b in Form wenigstens einer Freistrahldüse zugeordnet. Auftragswalzen 1 bzw. 2 und Übertragungswalzen 16 bzw. 17 bilden jeweils einen Spalt 30 bzw. 31 miteinander. Die Übertragungswalzen 16 bzw. 17 weisen vorzugsweise einen kleineren Durchmesser als die Auftragswalzen 1 bzw. 2 auf, wodurch sich jeweils zwischen Auftragswalze 1 bzw. 2 und Übertragungswalze 16 bzw. 17 eine Geschwindigkeitsdifferenz zwischen deren Mantelflächen 11 und 18 bzw. 12 und 19 ergibt. Diese Geschwindigkeitsdifferenz trägt zu einer Streckung des Streichfilmes und damit zu einer zusätzlichen Dosierwirkung bei.
    Figur 4 verdeutlicht eine Möglichkeit des Vordosierens von Streichfarbe unmittelbar auf eine Auftragswalze einer Zweiwalzenauftragsvorrichtung mittels eines geschlossenen Stoffauflaufes 19. Der Grundaufbau der Zweiwalzenauftragsvorrichtung entspricht dem in den Figuren 1 bis 3, weshalb für gleiche Elemente gleiche Bezugszeichen verwandt wurden. Die Zufuhr der Streichmasse erfolgt unmittelbar auf die Mantelfläche 12 der Auftragswalze 2. Der Stoffauflauf umfaßt einen druckbeaufschlagbaren Behälter 20 mit einer, sich im wesentlichen über die gesamte Maschinenbreite erstreckenden Auslaufleitung 21. Der Durchflußquerschnitt der Auslaufleitung 21 ist im Querschnitt veränderbar- jedoch über die Breite des Auftrages konstant.
    Der Auftrag auf die Auftragswalze 1 erfolgt mittels eines offenen Stoffauflaufes 25, der beispielsweise einen zentralen offenen Behälter 26 mit Überlaufwehr und ein Ablaufelement 27 aufweist, über welches die Streichmasse auf die Mantelfläche 11 der Auftragswalze 1 geleitet wird.
    Zur Einstellung der Dosierwirkung sind zusätzliche, hier im einzelnen nicht dargstellte Mittel am Stoffauflauf erforderlich, beispielsweise eine, dem Ablaufelement 27 zugeordnete Blende, die wie eine Drossel wirkt.
    In Figur 5 ist eine Zweielementenauftragsvorrichtung dargestellt, die eine Auftragswalze 1, die mit einem umlaufenden Band 22 einen verlängerten Preßspalt 23 bildet, umfaßt. Der Auftragswalze 1 ist dabei eine Freistrahldüseneinrichtung 5a zugeordnet. Das umlaufende Band 22 wird durch Führen des Bandes durch einen mit Leimsuspension gefüllten Behälter 28 beschichtet, wobei die vom Band 22 mitgeführte Leimmenge durch eine in Laufrichtung nachgeordnete Klinge 24 egalisiert wird.
    Das in Figur 5 dargestellte Ausführungsbeispiel ist vorzugsweise zur beidseitigen Beschichtung mit unterschiedlichen Auftragsmedien einsetzbar, während die in den Fig. 1 bis 4 dargestellten Ausführungen vorzugsweise für die beidseitige Beschichtung mit dem gleichen Auftragsmedium geeignet sind. Jedoch ist auch hier eine unterschiedliche oder aber auch nur einseitige Beschichtung denkbar. Bei den in den Figuren 1 und 4 dargestellten Ausführungen besteht auch die Möglichkeit, beiden Auftragselementen die gleichen Auftragseinheiten zuzuordnen.

    Claims (13)

    1. Verfahren zum wenigstens einseitigen Beschichten einer Faserstoffbahn mit einem Auftragsmedium in einer Zweielementen-Auftragseinrichtung, umfassend zwei gegenläufig angetriebene Auftragselemente (1, 2; 1, 22), die miteinander einen Spalt (3, 23) bilden, durch den die Faserstoffbahn (4) hindurchgeführt wird, bei dem das Auftragsmedium auf wenigstens eine Auftragswalze (1, 2) vordosiert wird und im Spalt (3, 23) auf die Faserstoffbahn übertragen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Vordosierung durch wenigstens einen Auftragsmedienfreistrahl erfolgt und daß der Freistrahl (13) direkt auf die Oberfläche (11, 12) eines Auftragselementes (1, 2) gerichtet wird.
    2. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Freistrahl (13) und/oder dessen Auftragswinkel verändert werden können.
    3. Vorrichtung zum wenigstens einseitigen Beschichten einer Faserstoffbahn (4) mit einem Auftragsmedium mit den folgenden Merkmalen:
      es sind zwei Auftragselemente (1, 2; 22), die gegenläufig angetrieben sind und einen Spalt (3, 23) zum Hindurchführen der Faserstoffbahn (4) miteinander bilden, vorgesehen;
      es ist wenigstens einem Auftragselement (1, 2, 22) eine Auftragseinheit zugeordnet;
      gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:
      die Auftragseinheit umfaßt wenigstens eine Einrichtung zur Erzeugung eines Freistrahles (5a, 5b), der wenigstens mittelbar das
      Auftragsmedium auf die Oberfläche (11, 12) des Auftragselementes vordosiert.
    4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (5a, 5b) zur Erzeugung eines Freistrahles dem Auftragselement unmittelbar zugeordnet ist.
    5. Vorrichtung nach Anspruch 3, mit folgenden Merkmalen:
      das Auftragselement ist eine Auftragswalze (1, 2);
      die Auftragseinheit umfaßt desweiteren eine Übertragungswalze (16, 17), die der Auftragswalze (1, 2) derart zugeordnet ist, daß beide einen Preßspalt (30, 31) miteinander bilden; dadurch gekennzeichnet, daß
      die Einrichtung (5a, 5b) zur Erzeugung des Freistrahles (13) der Übertragungswalze (16, 17) zugeordnet ist.
    6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (5a, 5b) zur Erzeugung eines Freistrahles (13) wenigstens ein düsenartiges Element (Freistrahldüseneinrichtung) ist.
    7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Lage der Austrittsöffnung der Freistrahldüse gegenüber der Mantelfläche (11, 12, 18, 19) von Auftrags- (1, 2) oder Übertragungswalze (16, 17) veränderlich einstellbar ist.
    8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Freistrahldüseneinrichtung (5a, 5b) derart gegenüber der Mantelfläche (11, 12, 18, 19) der Auftrags- (1, 2) oder Übertragungswalze (16, 17) angeordnet ist, daß diese miteinander in Drehrichtung der Auftrags- oder Übertragungswalze einen konvergierenden Spalt bilden.
    9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (5a, 5b) zur Erzeugung eines Freistrahles (13) ein geschlossener Stoffauflauf (19) mit unter Druck stehenden Behälter (20) ist.
    10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnitte der Austrittsöffnungen für den Freistrahl veränderlich einstellbar sind.
    11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Einrichtung zur Erzeugung eines Freistrahles (5a, 5b) zusätzliche Egalisiereinrichtungen (14, 15) nachgeschaltet sind.
    12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Egalisiereinrichtungen in Form von Luftbürsten ausgebildet sind.
    13. Vorrichtung zum wenigstens einseitigen Beschichten einer Faserstoffbahn mit einem Auftragsmedium mit den folgenden Merkmalen:
      es sind zwei Auftragselemente (1, 2, 22), die gegenläufig angetrieben sind und einen Spalt (3, 23) zum Hindurchführen der Faserstoffbahn (4) miteinander bilden, vorgesehen;
      es ist wenigstens einem Auftragselement (1, 2, 22) eine Auftragseinheit zugeordnet;
      gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:
      die Auftragseinheit ist als offener Stoffauflauf (25), ausgeführt, der wenigstens mittelbar das Auftragsmedium auf die Oberfläche (11, 12) des Auftragselementes (1, 2) aufträgt;
      am Stoffauflauf sind Mittel zur Dosierung der Auftragsmenge vorgesehen.
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