EP0778912A1 - Vorrichtung zum beidseitigen beschichten einer materialbahn - Google Patents

Vorrichtung zum beidseitigen beschichten einer materialbahn

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EP0778912A1
EP0778912A1 EP95925833A EP95925833A EP0778912A1 EP 0778912 A1 EP0778912 A1 EP 0778912A1 EP 95925833 A EP95925833 A EP 95925833A EP 95925833 A EP95925833 A EP 95925833A EP 0778912 A1 EP0778912 A1 EP 0778912A1
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EP
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press
web
nip
roller
roll
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EP95925833A
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Reinhard Knop
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Voith Paper Jagenberg GmbH
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Jagenberg Papiertechnik GmbH
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    • 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
    • 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
    • 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
    • B05C1/00—Apparatus in which liquid or other fluent material is applied to the surface of the work by contact with a member carrying the liquid or other fluent material, e.g. a porous member loaded with a liquid to be applied as a coating
    • B05C1/04—Apparatus in which liquid or other fluent material is applied to the surface of the work by contact with a member carrying the liquid or other fluent material, e.g. a porous member loaded with a liquid to be applied as a coating for applying liquid or other fluent material to work of indefinite length
    • B05C1/08—Apparatus in which liquid or other fluent material is applied to the surface of the work by contact with a member carrying the liquid or other fluent material, e.g. a porous member loaded with a liquid to be applied as a coating for applying liquid or other fluent material to work of indefinite length using a roller or other rotating member which contacts the work along a generating line
    • B05C1/0826—Apparatus in which liquid or other fluent material is applied to the surface of the work by contact with a member carrying the liquid or other fluent material, e.g. a porous member loaded with a liquid to be applied as a coating for applying liquid or other fluent material to work of indefinite length using a roller or other rotating member which contacts the work along a generating line the work being a web or sheets
    • 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
    • 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

Definitions

  • the invention relates to a device for coating a material web on both sides, in particular a paper or cardboard web, according to the preamble of patent claim 1.
  • devices For the double-sided application of glue, starch, CMC, synthetic glue or pigment dispersions to paper or cardboard webs, devices are known with two press rollers mounted rotatably parallel to one another in a frame, between which a press nip is formed, through which the paper or cardboard web is guided.
  • An application and metering system is arranged on each of the press rolls, which first applies a metered film of coating material to its jacket, which is then transferred to the web in the press nip.
  • one of the two press rolls is mounted such that it can be moved circumferentially against the other in order to be able to open the press nip for drawing in a new web.
  • one of the press rolls is pivotally mounted against the other. From the press nip the web of web guide elements, for. B. guide rollers, the subsequent processing stations, z. B. a dryer supplied. For an optimal coating result, it has proven to be very important that the coated paper or cardboard web is pulled off the surfaces of the two press rolls with a stable, unchanging web course.
  • the withdrawal behavior of the web from the press rolls depends not only on the features of the coating device described above, but also on process parameters such as the application quantity and the physical parameters of the web and the coating material, in the known devices, when changing from Raw materials (web and / or coating material) unstable conditions occur when withdrawing from the press rolls with the negative effects described above.
  • the path of the web can become unstable if a coating material with considerably higher cohesion and adhesion forces after a grade change with the press roller not wrapped around it is applied, on the basis of which the web is entrained locally or completely by the unrolled press roll.
  • the invention has for its object to improve a generic coating device so that a uniform coating can be achieved even with changing web and / or coating materials.
  • the invention offers the possibility of being able to set a stable web draw-off from the press rolls with a wide variety of web and coating materials by changing the wrapping conditions on the press rolls.
  • Figure 1 shows a side view of a coating device in which the press rolls are set so that the web loops slightly around a press roll on the discharge side.
  • FIG. 2 shows the same device in a position in which the other press roll is slightly wrapped around by adjusting a press roll on the start-up side.
  • the coating device shown in the drawing is integrated in a paper machine. It consists of two press rolls 2, 3 rotatably mounted axially parallel to one another in a frame 1, one of which (press roll 2) stationary, the other (Press roll 3) is mounted so as to be movable against the first press roll 2.
  • the press roll 3 is suspended between two lateral pivot levers 4, which are mounted in the frame 1 by means of a piston-cylinder unit 5 about a pivot axis 6 in the direction of the press roll 2 and can be pivoted away therefrom.
  • the press rolls 2, 3 are rubberized on their outer surface. When the press roll 3 swivels against the press roll 2, a press nip 7 is formed, to which the paper web 8 to be coated is fed from above by a guide roller 9.
  • each press roll 2, 3 is arranged on each press roll 2, 3 and can be pivoted to the respective press roll 2, 3.
  • Each application and metering system 10, 11 preferably has an application chamber which is open towards the respective press roll 2, 3 and into which coating material is fed under pressure.
  • On the outlet side each application chamber is closed by a metering element which strips off the coating material applied to the press roll 2, 3 to the desired film thickness.
  • a metering rod with a structured surface, that is to say elevations and depressions, is preferably used as the metering element, with which metering can be carried out volumetrically. Such doctor rods are known. You assign z. B. circumferential grooves on by
  • Wrapping can be generated with a wire or by surface processing.
  • doctor rods with a smooth surface, doctor blades or doctor strips can also be used as dosing elements.
  • the coating material applied in metered amounts to the outer surfaces of the press rolls 2, 3 is transferred to the web 8 in the press nip 7. After passing through the press nip 7, the web 8 coated on both sides is fed from a non-contact guiding element 12 to a dryer, not shown.
  • the pivotably mounted press roll 3 by one component in the direction of the common men tangent to the two press rolls 2, 3 in the press nip 7 adjustably mounted.
  • the adjustability is brought about by the fact that the swiveling press roll 3 is additionally mounted such that it can be adjusted in height.
  • a piston supported on the ground engages on the pivot bearing 1 3 guided in a linear guide.
  • Cylinder unit 14 with which the swivel lever 4 can be adjusted up and down.
  • the press roll 3 can thus be pivoted on an adjustable track against the stationary press roll 2. Raising the pivot lever 4 causes the position of the press nip 7 to move upward. The changed position of the press nip leads to a wrapping of the press roll 2 on the outlet side of the
  • Lane 8 ( Figure 2). Similarly, a lowering of the pivot lever 4 leads to a displacement of the press nip 7 downward and thus to the fact that the press roller 3 is partially wrapped around by the web 8 on the outlet side (FIG. 1).
  • the maximum stroke of the piston-cylinder unit 14 and the length of the swivel lever 4 are selected so that when the piston is half extended, the web passes through the press nip 7 in a straight line without wrapping a press roll 2, 3.
  • the stroke length of the piston-cylinder unit 14 is dimensioned such that when the piston is retracted, the press roller 3 is lowered to such an extent that the connecting line between the two axes of rotation of the press rollers 2, 3 swings around the axis of rotation of the press roller 2 by 5 ° -10 ° ( Figure 1). In this position, the swivel-mounted press roll 3 is slightly wrapped around by the web 8 on the run-up side of the press nip 7.
  • the press roller 3 is raised to such an extent that the connecting line between the two axes of rotation of the press rollers 2, 3 is 5 * - 10 * relative to the position with a straight line
  • Track 8 is pivoted upward ( Figure 2). In this position, the stationary press roll 2 is slightly wrapped around by the web 8 on the outlet side of the press nip 7.
  • the web is first drawn off from the press roll 2 and then from the press roll 3. If a coating material with greater cohesion and adhesion than the coating material applied by the press roller 3 is now applied with the press roller 2 after a type change, this would lead to an unstable web path: the cohesion and adhesion forces hold the web 8 longer the press roller 2, the web guide with the slight wrapping of the press roller 3 holds the web longer on the press roller 3. The holding forces are thus opposed. In order to stabilize the course of the web again in this situation, the press roll 3 is moved into that shown in FIG.

Landscapes

  • Coating Apparatus (AREA)
  • Paper (AREA)
  • Folding Of Thin Sheet-Like Materials, Special Discharging Devices, And Others (AREA)
  • Machines For Laying And Maintaining Railways (AREA)
  • Vehicle Interior And Exterior Ornaments, Soundproofing, And Insulation (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)

Description

B E S C H R E I B U N G
Vorrichtung zum beidseitigen Beschichten einer Materialbahn
Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum beidseitigen Beschichten einer Material¬ bahn, insbesondere einer Papier- oder Kartonbahn, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 .
Zum beidseitigen Auftragen von Leim, Stärke, CMC, synthetischem Leim oder Pigmentdispersionen auf Papier- oder Kartonbahnen sind Vorrichtungen mit zwei achsparallel nebeneinander in einem Gestell drehbar gelagerten Presswalzen bekannt, zwischen denen ein Preßspalt ausgebildet ist, durch den die Papier- oder Kartonbahn geführt wird. An jeder der Presswalzen ist ein Auftrag- und Dosiersystem angeordnet, das einen dosierten Film von Beschichtungsmaterial zunächst auf deren Mantel auf- trägt, der anschließend in dem Preßspalt an die Bahn übergeben wird. Bekann¬ terweise ist eine der beiden Presswalzen umfänglich gegen die andere bewegbar gelagert, um den Preßspalt zum Einziehen einer neuen Bahn öffnen zu können.
Stand der Technik
Bei der gattungsgemäßen Vorrichtung nach der DE-C 34 40 634 ist eine der Press¬ walzen gegen die andere schwenkbar gelagert. Aus dem Preßspalt heraus wird die Bahn von Bahnführungselementen, z. B. Leitwalzen, den nachfolgenden Verarbei¬ tungsstationen, z. B. einem Trockner, zugeführt. Für ein optimales Beschichtungsergebnis hat es sich als sehr wichtig gezeigt, daß die beschichtete Papier- oder Kartonbahn von den Oberflächen der beiden Presswalzen mit einem stabilen, sich nicht ändernden Bahnverlauf abgezogen wird. Die von
Kohäsions- und Adhäsionskräften an den Walzen gehaltene Bahn muß möglich gleich¬ mäßig zunächst von der einen, dann von der zweiten Walze abgezogen werden, ohne daß ein unkontrollierter Bahnverlauf, d. h. ein Bahnflattern zwischen den beiden Presswalzen, entsteht. Ein unkontrollierter Bahnverlauf führt zu nachteilhaften Oberflächenmarkierungen.
Um die Bahn kontrolliert zunächst von der einen, dann von der anderen Presswalze abzuziehen, ist es bekannt, mit unterschiedlichen Materialien auf den Oberflächen der Presswalzen die beim Abziehen der Bahn wirkenden Adhäsionskräfte gezielt zu beein- flussen. Die Lösung hat jedoch den Nachteil, daß die unterschiedlichen Walzenober¬ flächen auch zu qualitativ unterschiedlichen Strichergebnissen auf beiden Bahnseiteπ führen können.
Eine weitere bekannte Möglichkeit besteht darin, die Bahn nach dem Preßspalt auf einer der beiden Presswalzen unter einem bestimmten Umschlingungswinkel weiter¬ zuführen (DE-C 34 40 634). Erfahrungsgemäß muß dabei eine bestimmte Bahnzug¬ kraft bei einem nicht zu großen Umschlingungswinkel eingestellt werden.
Darstellung der Erfindung
Da das Abzugsverhalten der Bahn von den Presswalzen nicht nur von den vorstehend beschriebenen Merkmalen der Beschichtungsvorrichtung, sondern auch von Proze߬ parametern wie der Auftragmenge und den physikalischen Parametern der Bahn und des Beschichtungsmaterials entscheidend abhängt, können bei den bekannten Vor- richtungen bei einem Wechsel von Rohstoffen (Bahn- und/oder Beschichtungs¬ material) instabile Verhältnisse beim Abzug von den Presswalzen mit den vorstehend beschriebenen negativen Auswirkungen auftreten. So kann der Bahnverlauf instabil werden, wenn nach einer Sortenumstellung mit der nicht umschlungenen Presswalze ein Beschichtungsmaterial mit erheblich größeren Kohäsions- und Adhäsionskräften aufgetragen wird, aufgrund derer die Bahn lokal oder komplett von der nicht um¬ schlungenen Presswalze mitgerissen wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Beschichtungsvor- richtung so zu verbessern, daß sich eine gleichmäßige Beschichtung auch bei wechselnden Bahn- und/oder Beschichtungsmaterialien erzielen läßt.
Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
Die Erfindung bietet die Möglichkeit, bei unterschiedlichsten Bahn- und Beschich¬ tungsmaterialien einen stabilen Bahnabzug von den Presswalzen durch Veränderung der Umschlingungsverhältnisse an den Presswalzen einstellen zu können.
Die Unteransprüche enthalten bevorzugte, da besonders vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
Die Zeichnung dient zur Erläuterung der Erfindung anhand eines vereinfacht darge¬ stellten Ausführungsbeispiels.
Figur 1 zeigt in Seitenansicht eine Beschichtungsvorrichtung, bei der die Presswalzen so eingestellt sind, daß die Bahn eine Preßwalze an der Ablaufseite geringfügig umschlingt.
Figur 2 zeigt dieselbe Vorrichtung in einer Position, bei der durch Verstellung einer Presswalze an der Anlaufseite die andere Presswalze geringfügig umschlungen wird.
Wege zur Ausführung der Erfindung
Die in der Zeichnung dargestellte Beschichtungsvorrichtung ist in eine Papiermaschine integriert. Sie besteht aus zwei achsparallel nebeneinander in einem Gestell 1 drehbar gelagerten Presswalzen 2, 3, von denen eine (Presswalze 2) ortsfest, die andere (Presswalze 3) umfänglich gegen die erste Presswalze 2 bewegbar gelagert ist. Im vorliegenden Beispiel ist die Presswalze 3 zwischen zwei seitlichen Schwenkhebeln 4 aufgehängt, die mittels einer Kolben-Zylinder-Einheit 5 um eine Schwenkachse 6 in Richtung zur Presswalze 2 und von dieser weg schwenkbar im Gestell 1 gelagert sind. Die Presswalzen 2, 3 sind auf ihrer Mantelfläche gummiert. Beim Anschwenken der Presswalze 3 gegen die Presswalze 2 bildet sich ein Preßspalt 7, dem die zu be¬ schichtende Papierbahn 8 von einer Leitrolle 9 von oben zugeführt wird.
Außerhalb des Bereichs des Preßspalts 7 ist an jeder Presswalze 2, 3 ein Auftrag- und Dosiersystem 10, 1 1 angeordnet, das an die jeweilige Presswalze 2, 3 an¬ schwenkbar ist. Bevorzugt weist jedes Auftrag- und Dosiersystem 10, 1 1 eine zur jeweiligen Presswalze 2, 3 hin offene Auftragkammer auf, in die Beschichtungs- material unter Druck zugeführt wird. Auslaufseitig wird jede Auftragkammer von einem Dosierelement abgeschlossen, das das auf die Presswalze 2, 3 aufgetragene Beschichtungsmaterial bis auf die gewünschte Filmdicke abstreift. Als Dosierelement wird bevorzugt eine Rakelstange mit strukturierter, also Erhebungen und Vertiefungen aufweisender Oberfläche eingesetzt, mit der volumetrisch dosiert werden kann. Derartige Rakelstangen sind bekannt. Sie weisen z. B. Umfangsrillen auf, die durch
Umwickeln mit einem Draht oder durch Oberflächenbearbeitung erzeugt werden. Alternativ können als Dosierelemente auch Rakelstangen mit glatter Oberfläche, Schabermesser oder Schaberleisten eingesetzt werden.
Das dosiert auf die Mantelflächen der Presswalzen 2, 3 aufgetragene Beschich¬ tungsmaterial wird im Preßspalt 7 an die Bahn 8 übergeben. Nach dem Durchlaufen des Preßspalts 7 wird die beidseitig beschichtete Bahn 8 von einem berührungslos arbeitenden Leitelement 1 2 einem nicht dargestellten Trockner zugeführt.
Um verschiedene Umschlingungsverhältnisse der Bahn 8 an den Presswalzen 2, 3 ohne Veränderung des übrigen Bahnverlaufs einstellen zu können, ist eine der beiden Presswalzen 2, 3, bevorzugt - wie beim Ausführungsbeispiel dargestellt - die schwenkbar gelagerte Presswalze 3 um eine Komponente in Richtung der gemeinsa¬ men Tangente an die beiden Presswalzen 2, 3 im Preßspalt 7 verstellbar gelagert. Im Ausführungsbeispiel wird die Verstellbarkeit dadurch bewirkt, daß die schwenk¬ bare Presswalze 3 zusätzlich höhenverstellbar gelagert ist. Dazu greift an dem in einer Linearführung geführten Schwenklager 1 3 eine am Boden abgestützte Kolben-
Zylinder-Einheit 14 an, mit der sich der Schwenkhebel 4 nach oben und unten ver¬ stellen läßt. Die Presswalze 3 ist so auf einer verstellbaren Bahn gegen die ortsfeste Presswalze 2 anschwenkbar. Eine Anhebung des Schwenkhebels 4 bewirkt, daß sich die Position des Preßspalts 7 nach oben verschiebt. Die veränderte Position des Preßspalts führt zu einer Umschlingung der Presswalze 2 an der Auslaufseite der
Bahn 8 (Figur 2). Analog führt eine Absenkung des Schwenkhebels 4 zu einer Verschiebung des Preßspalts 7 nach unten und somit dazu, daß die Presswalze 3 an der Auslaufseite teilweise von der Bahn 8 umschlungen wird (Figur 1 ).
Der maximale Hub der Kolben-Zylinder-Einheit 14 und die Länge der Schwenkhebel 4 sind so gewählt, daß bei zur Hälfte ausgefahrenem Kolben die Bahn gradlinig ohne Umschlingung einer Presswalze 2, 3 den Preßspalt 7 durchläuft. Die Hublänge der Kolben-Zylinder-Einheit 14 ist so bemessen, daß beim Einfahren des Kolbens die Presswalze 3 soweit abgesenkt wird, daß die Verbindungslinie zwischen den beiden Drehachsen der Presswalzen 2, 3 um die Drehachse der Preßwalze 2 um 5 ° - 10 ° abschwenkt (Figur 1 ). In dieser Position wird die schwenkbar gelagerte Preßwalze 3 an der Anlaufseite des Preßspalts 7 geringfügig von der Bahn 8 umschlungen. Bei maximal ausgefahrenen Kolben der Kolben-Zylinder-Einheit 14 wird die Presswalze 3 soweit angehoben, daß die Verbindungslinie zwischen den beiden Drehachsen der Presswalzen 2, 3 um 5 * - 10* gegenüber der Position mit gradlinig durchlaufender
Bahn 8 nach oben geschwenkt ist (Figur 2). In dieser Position wird die ortsfest gelagerte Presswalze 2 auf der Auslaufseite des Preßspalts 7 geringfügig von der Bahn 8 umschlungen.
Bei der in Figur 1 gezeigten Position wird die Bahn zunächst von der Presswalze 2 und anschließend von der Presswalze 3 abgezogen. Wird nun nach einem Sorten¬ wechsel mit der Presswalze 2 ein Beschichtungsmaterial mit größerer Kohäsion und Adhäsion aufgetragen als das von der Presswalze 3 aufgetragene Beschichtungs¬ material, so würde dies zu einem instabilen Bahnverlauf führen: Die Kohäsions- und Adhäsionskräfte halten die Bahn 8 länger an der Presswalze 2, die Bahnführung mit der geringfügigen Umschlingung der Presswalze 3 hält die Bahn länger an der Presswalze 3. Die Haltekräfte sind somit entgegengesetzt. Um in dieser Situation den Bahnverlauf wieder zu stabilisieren, wird die Presswalze 3 in die in Figur 2 gezeigte
Stellung angehoben. Dabei ändert sich die Bahnführung so, daß nun die Presswalze 2 geringfügig auf der Auslaufseite des Preßspalts 7 umschlungen ist. Die aus der Bahnführung resultierenden Kräfte wirken nun ebenso wie die Kohäsions- und Adhäsionskräfte dahingehend, die Bahn länger auf der Presswalze 2 zu halten. Der Bahnverlauf ist stabil, da die Bahn 8 eindeutig zunächst von der Presswalze 3, dann von der Presswalze 2 abgezogen wird.

Claims

PATENTANS PRÜCHE
1.
Vorrichtung zum beidseitigen Beschichten einer Materialbahn (8), insbesondere einer Papier- oder Kartonbahn, mit zwei achsparallel nebeneinander in einem Gestell (1) drehbar gelagerten Press¬ walzen (2, 3), von denen eine (Presswalze 3) umfänglich gegen die andere (Presswal- ze 2) bewegbar gelagert ist, um einen Preßspalt (7) zu bilden, durch den die Material¬ bahn (8) geführt wird, und mit einem Auftrag- und Dosiersystem (10, 11) für jede Presswalze (2, 3) die jeweils ausserhalb des Bereichs des Preßspalts (7) angeordnet sind, d adurch gekennzeichnet, daß eine der beiden Presswalzen (3) zur Verstellung des Preßspalts (7) mit einer Komponente in Richtung der gemeinsa- men Tangente an die beiden Presswalzen (2, 3) im Preßspalt (7) verstellbar gelagert ist.
2.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine der beiden Presswalzen (3) linear höhenverstellbar gelagert ist.
3.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Presswalze (2) ortsfest gelagert, die andere Presswalze (3) umfänglich auf verstellbaren Bahnen gegen die ortsfest gelagerte Presswalze (2) anschwenkbar gelagert ist.
4.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeich- n e t, daß der Verstellweg der Verstellbewegung so ausgelegt ist, daß die Ver¬ bindungslinie zwischen den beiden Drehachsen der Presswalzen (2, 3) um eine der Drehachsen in beide Richtungen um 5° - 10" schwenkbar ist.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis4, dadurch gekenn¬ zei chnet, daß an jeder Preßwalze (2, 3) ein Auftrag- und Dosiersystem (10, 11) außerhalb des Bereichs des Preßspalts (7) angeordnet ist.
EP95925833A 1994-09-02 1995-07-05 Vorrichtung zum beidseitigen beschichten einer materialbahn Expired - Lifetime EP0778912B1 (de)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
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DE4431202A DE4431202A1 (de) 1994-09-02 1994-09-02 Vorrichtung zum beidseitigen Beschichten einer Materialbahn
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Publication Number Publication Date
EP0778912A1 true EP0778912A1 (de) 1997-06-18
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