EP0969147B1 - Vorrichtung und Verfahren zum Auftragen eines flüssigen oder pastösen Mediums auf eine laufende Materialbahn - Google Patents

Vorrichtung und Verfahren zum Auftragen eines flüssigen oder pastösen Mediums auf eine laufende Materialbahn Download PDF

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EP0969147B1
EP0969147B1 EP99108451A EP99108451A EP0969147B1 EP 0969147 B1 EP0969147 B1 EP 0969147B1 EP 99108451 A EP99108451 A EP 99108451A EP 99108451 A EP99108451 A EP 99108451A EP 0969147 B1 EP0969147 B1 EP 0969147B1
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EP
European Patent Office
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substrate
curtain
air
web
application
Prior art date
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EP99108451A
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English (en)
French (fr)
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EP0969147A2 (de
EP0969147A3 (de
Inventor
Martin Dr. Kustermann
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Voith Patent GmbH
Original Assignee
Voith Paper Patent GmbH
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Publication date
Application filed by Voith Paper Patent GmbH filed Critical Voith Paper Patent GmbH
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Publication of EP0969147A3 publication Critical patent/EP0969147A3/de
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    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • 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
    • D21H23/46—Pouring or allowing the fluid to flow in a continuous stream on to the surface, the entire stream being carried away by the paper
    • D21H23/48—Curtain coaters
    • 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
    • B05C5/00—Apparatus in which liquid or other fluent material is projected, poured or allowed to flow on to the surface of the work
    • B05C5/005—Curtain coaters
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S118/00—Coating apparatus
    • Y10S118/04—Curtain coater

Definitions

  • the invention relates to a device for applying a liquid or pasty application medium on a running surface using of a curtain application, which the application medium in the form of a veil or curtain to the underground, the current
  • a curtain application which the application medium in the form of a veil or curtain to the underground
  • the current When applying directly, the surface of a material web, especially made of paper or cardboard, and in the case of an indirect order Surface of a transfer element, which is the application medium transfers to the material web, and wherein a suction device for Vacuuming from the surface and / or from the curtain Air is provided.
  • German utility model 297 11 713 therefore proposed in the direction of travel of the surface before the line of impact of the application medium to provide a blowing nozzle on the surface, which one of the Direction of travel of the surface ejects the opposite air jet.
  • This Air jet "cuts" into the air boundary layer and thus lifts it up Underground.
  • the order medium curtain is covered by the generated due to the interaction of air boundary layer and blown air Turbulence affected.
  • the order medium therefore had to be high Excess to be applied to the current subsurface to be able to provide a sufficiently stable application medium curtain.
  • EP 0 517 223 B1 describes a method for treating the application medium known, according to which to achieve a high quality Order result Air bubbles removed from the order medium become.
  • an application device Specify the type mentioned at the beginning, in which the quantity in circulation Application medium, the diameter of the return lines and the performance the feed pumps for the application medium are reduced.
  • an application device solved type mentioned which is a dynamic pressure determination device to determine the pressure in the direction of the underground in front of the line of impact of the curtain on the underground Air, and a control device for controlling the suction power of the suction device as a function of the dynamic pressure determination device certain dynamic pressure includes.
  • the pressure in the application area can be independent of the running speed of the surface, the falling speed of the application medium and the like parameters always to achieve a high-quality order result set favorable value be by the suction power of the suction device depending on the Determination result of the dynamic pressure determination device controlled becomes.
  • the cheapest is in the direction of the surface of the impact line of the curtain directly by means of to detect at least one pressure sensor.
  • the suction device must be arranged in front of the impact area, and to others the function of the at least one pressure sensor by application medium splashes the dynamic pressure can also be affected can be determined indirectly or indirectly.
  • a Speed sensor for detecting the running speed of the surface be provided. This is possible because of the before Impact line prevailing back pressure mainly from that of the underground entrained air boundary layer and partly also from that of the application medium curtain entrained air boundary layer, the falling speed of the application medium curtain usually at the running speed of the subsurface is in a certain ratio in order when hitting the subsurface the formation of spray medium submissions. It should be noted that the possibility of an indirect Determination of the dynamic pressure also in addition to the direct dynamic pressure determination can be used.
  • the application medium a solids content of between about 5% and about 80%, preferably between about 30% and about 75%. Further the application medium can be at least one inorganic or organic Pigment and at least one synthetic or natural binder contain.
  • the application device it is not only possible to reduce the amount of media in circulation and thus the performance lower the feed pumps.
  • the width the material web to be coated is more than 2.5 m, preferably more than 4.0 m.
  • At least one in the running direction of the ground before the line of impact Squeegee arranged to wipe off the air carried along by the surface is.
  • the air boundary layer carried along can lifted from the ground and deflected towards the suction device become. Since the suction device is no longer the one for lifting the Air boundary layer must have the necessary suction power, it can accordingly be less trained.
  • Squeegee is a wearing part, which is replaced from time to time must become.
  • a device for stabilization can also be used for direct application the run of the material web may be provided, for example another Suction device, which on the facing away from the curtain application Side of the material web creates a negative pressure that the material web against a support element, preferably a support roller.
  • the invention relates to a method for Apply a liquid or pasty application medium to a running one Substrate using a curtain application.
  • the invention is based on an embodiment based on the attached drawing will be explained in which the only figure is a schematic side view of an application device according to the invention represents.
  • an application device is complete generally designated 10.
  • a material web moving in the running direction L. 12 is in the area of the application device 10 around a support roller 14 led around, which is driven around an axis A in the direction of arrow P. is.
  • a curtain application unit 1 6 is also provided whose distribution channel 16a liquid or pasty application medium 18 through an exit gap 16b emerges and as an application medium veil or Curtain 20 in free fall to surface 12a of material web 12 emotional.
  • the application layer 22 thus formed can, for example, by means of one not shown, but known in the prior art Dosing or leveling device for excess application medium freed and / or smoothed.
  • the application medium 18 at the entrance gap 16b over the entire length of the distribution channel 16a With essentially the same There is pressure.
  • the application medium becomes the distribution channel 16a usually at one end via a feed line, not shown supplied with a large excess, and is not through the outlet gap delivered order medium 18 at the other end of the Distribution channel 16a re-routed via a discharge line and into one Order medium supply returned.
  • that of the dosing or / and leveling device removed application medium collected and supplied to the order medium supply for reuse become.
  • the passage cross section of its Feeding to its laxative decreases.
  • the invention Forming the application device 10 offers a further possibility for Reduction of the circulation quantity of the order medium.
  • a suction device 24 is arranged, which in the transverse direction Q in extends essentially over the entire width of the material web 12.
  • the Suction device 24 is used to extract air, which from the material web 12 as they move in the direction L on their surface 12a Air boundary layer 26 and / or from the application medium curtain 20 on it Surface as air boundary layer 28 in area B in front of the point of impact T of the application medium 18 transported into the material web surface 20 and there to train one over the normal Air pressure leads to increased dynamic pressure.
  • At least one pressure sensor 30 is also provided, which the value of the dynamic pressure detected and a corresponding signal a signal line 30a is transmitted to a control unit 32. Furthermore, the Axis A of the support roller 14 is a speed or speed sensor 34 arranged, the detection signal via a signal line 34a also is supplied to the control unit 32.
  • the pressure sensor 30 is used for direct or immediate detection of the dynamic pressure prevailing in area B. In contrast, the dynamic pressure in area B can be determined from the speed or speed signal of the sensor 34 only indirectly or indirectly determine.
  • the control unit 32 Determined from the signals supplied to it via lines 30a and 34a the control unit 32 the value of the dynamic pressure prevailing in area B, compares this actual value of the dynamic pressure with a predetermined, desired one Target value of the dynamic pressure, for example in a data memory the control unit 32 can be stored as a data field if the actual value of the dynamic pressure deviates from the target value of the dynamic pressure, whether the suction power of the suction device 24 increases or decreases must be, and gives a corresponding over a signal line 32a Control signal to the suction device 24.
  • a plurality of pressure sensors 30 are provided can, which are arranged distributed over the width of the material web 12 and in a section assigned to them the one that prevails there Record dynamic pressure.
  • the control unit 32 can have a spatially resolved one Information about the dynamic pressure can be supplied. The control unit 32 This information can be resolved in different ways processed.
  • the control signal for the Suction device 24 it is possible to determine the control signal for the Suction device 24 as the mean of this spatially resolved information Actual value of the dynamic pressure to be used. However, it is also possible that Suction power 24 as a function of the respective maximum value of the spatially resolved Control information. If the suction device 24 in a plurality of sections is divided, the suction power is independent can be controlled from each other, the spatially resolved information finally also used for a spatially resolved control of the suction power become.
  • Scraper strip 36 is provided, either at a very short distance the material web surface 12a is arranged, or against this, for example is employed in the manner of a stabbing blade. This bar 36 grazes the Air carried in the boundary layer 26 from the surface of the material web and redirects them to the suction opening of the suction device 24. Because the majority the air supplied in the boundary layer 26 is therefore mechanically separated from the Surface 12a is lifted off, the suction device 24 can accordingly be low-performing.
  • a further suction device 38 has the task in the inlet gusset Z maintain a negative pressure that the material web 12th pulls against the surface 14a of the backup roller 14 so that it is in the application area B is in full contact with this. So the other one also bears Suction device 38 for achieving a high quality order result at.
  • the application device 10 designed according to the invention allows the to reduce the circulating amount of application medium 18 without losses To accept order quality.
  • the cable cross-sections of the supply and discharge lines the distribution chamber 16a of the curtain applicator 16 and the return line (if available) from the leveling and / or dosing device be made smaller. If necessary, can even completely on a drain line to be dispensed with.
  • the operating costs can also be reduced by a Minimization of wear parts and the use of less powerful and less throughput Pumps are lowered.
  • the with the invention Application device 10 coated material webs are characterized by high uniformity of the coating and good coverage of the Material web surface with application medium, the almost airbrush quality reached.

Landscapes

  • Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
  • Coating Apparatus (AREA)
  • Paper (AREA)
  • Folding Of Thin Sheet-Like Materials, Special Discharging Devices, And Others (AREA)
  • Treatment Of Fiber Materials (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Auftragen eines flüssigen oder pastösen Auftragsmediums auf einen laufenden Untergrund unter Verwendung eines Vorhang-Auftragswerks, welches das Auftragsmedium in Form eines Schleiers oder Vorhangs an den Untergrund abgibt, wobei der laufende Untergrund bei direktem Auftrag die Oberfläche einer Materialbahn, insbesondere aus Papier oder Karton, ist und bei indirektem Auftrag die Oberfläche eines Übertragselements ist, welches das Auftragsmedium dann auf die Materialbahn überträgt, und wobei eine Saugvorrichtung zum Absaugen von von dem Untergrund oder/und von dem Vorhang mitgeführter Luft vorgesehen ist.
Bei der Beschichtung eines laufenden Untergrunds mittels eines Vorhang-Auftragswerks, d.h. beim sogenannten "Curtain Coating", wird das flüssige oder pastöse Auftragsmedium in einer vorbestimmten Höhe über dem laufenden Untergrund von dem Vorhang-Auftragswerk abgegeben und fällt in Form eines Schleiers bzw. Vorhangs auf den laufenden Untergrund. Da ein derartiger Auftragsmediumsvorhang ein relativ labiles Gebilde ist, muß in hohem Maße darauf geachtet werden, daß die Auftreffbedingungen des Auftragsmediumsvorhangs auf den laufenden Untergrund so beschaffen sind, daß sie die Erzielung eines qualitativ hochwertigen Auftragsergebnisses ermöglichen. Insbesondere muß Unterbrechungen des Farbvorhangs vorgebeugt werden, da diese zu besonders heftiger Bildung von Auftragsmediumspritzern führen. Von zentraler Bedeutung ist hierbei die Beherrschung der Luftgrenzschicht, welche von dem laufenden Untergrund an seiner Oberfläche in den Auftreffbereich mitgebracht wird. Diese kann selbst dann, wenn sie den Auftragsmediumsvorhang nicht durchstößt bzw. unterbricht, durch Bildung von Luftblasen zwischen dem Untergrund und dem Auftragsmedium eine gleichmäßige Bedeckung des Untergrunds mit Auftragsmedium verhindern.
In dem deutschen Gebrauchsmuster 297 11 713 wurde daher vorgeschlagen, in Laufrichtung des Untergrunds vor der Auftrefflinie des Auftragsmediums auf den Untergrund eine Blasdüse vorzusehen, welche einen der Laufrichtung des Untergrunds entgegengesetzten Luftstrahl ausstößt. Dieser Luftstrahl "schneidet" in die Luftgrenzschicht ein und hebt diese somit vom Untergrund ab. Allerdings wird der Auftragsmediumsvorhang durch die infolge der Wechselwirkung von Luftgrenzschicht und Blasluft erzeugten Turbulenzen beeinträchtigt. Das Auftragsmedium mußte daher mit hohem Überschuß auf den laufenden Untergrund aufgebracht werden, um einen ausreichend stabilen Auftragsmediumsvorhang bereitstellen zu können.
In der gattungsbildenden US 5,624,715 wird das Eintreten der Luftgrenzschicht in den Auftragsbereich mittels einer Klinge erschwert, die in geringem Abstand von der Oberfläche des laufenden Untergrunds angeordnet ist. Der Klinge ist eine Saugvorrichtung nachgeordnet, welche nicht nur die restliche vom laufenden Untergrund mitgeführte Luft, sondern auch die vom Auftragsmediumsvorhang mitgeführte Luft aus dem Auftragsbereich absaugt. Nun kann aber der labile Auftragsmediumsvorhang nicht nur durch einen zu hohen von der mitgeführten Luftgrenzschicht hervorgerufenen Überdruck, sondern auch durch einen von der Saugvorrichtung hervorgerufenen zu starken Unterdruck beeinträchtigt werden. Auch bei Verwendung der aus der US 5,624,715 bekannten Auftragsvorrichtung ist es daher erforderlich, das Auftragsmedium mit hohem überschuß auf den laufenden Untergrund aufzubringen und überschüssiges Auftragsmedium wieder abzurakeln, um einen entsprechend stabilen Auftragsmediumsvorhang und ein qualitativ hochwertiges Auftragsergebnis sicherzustellen. Dies erforderte sowohl im Bereich des Schleier-Auftragswerks als auch im Bereich der Rakelvorrichtung entsprechend groß bemessene Zuführ- bzw. Rückführleitungen und entsprechend leistungsstarke Förderpumpen für das Auftragsmedium.
Aus der EP 0 517 223 B1 ist ein Verfahren zur Behandlung des Auftragsmediums bekannt, gemäß welchem zur Erzielung eines qualitativ hochwertigen Auftragsergebnisses Luftbläschen aus dem Auftragsmedium entfernt werden.
Demgegenüber ist es Aufgabe der Erfindung, eine Auftragsvorrichtung der eingangs genannten Art anzugeben, bei welcher die umlaufende Menge an Auftragsmedium, die Durchmesser der Rückführleitungen sowie die Leistung der Förderpumpen für das Auftragsmedium reduziert sind.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Auftragsvorrichtung der eingangs genannten Art gelöst, welche eine Staudruck-Bestimmungsvorrichtung zum Bestimmen des Drucks der sich in Laufrichtung des Untergrunds vor der Auftrefflinie des Vorhang auf den Untergrund stauenden Luft, und eine Steuervorrichtung zum Steuern der Saugleistung der Saugvorrichtung in Abhängigkeit des von der Staudruck-Bestimmungsvorrichtung bestimmten Staudrucks umfaßt. Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann der im Auftragsbereich herrschende Druck unabhängig von der Laufgeschwindigkeit des Untergrunds, der Fallgeschwindigkeit des Auftragsmediums und dergleichen Parametern stets auf einen zur Erzielung eines qualitativ hochwertigen Auftragsergebnisses günstigen Wert eingestellt werden, indem die Saugleistung der Saugvorrichtung in Abhängigkeit des Bestimmungsergebnisses der Staudruck-Bestimmung svorrichtung gesteuert wird.
Grundsätzlich ist am günstigsten, den in Laufrichtung des Untergrunds vor der Auftrefflinie des Vorhang herrschenden Staudruck unmittelbar mittels wenigstens eines Drucksensors zu erfassen. Da zum einen auch die Saugvorrichtung vor dem Auftreffbereich angeordnet werden muß, und zum anderen die Funktion des wenigstens einen Drucksensors durch Auftragsmediumspritzer beeinträchtigt werden kann, kann der Staudruck aber auch indirekt bzw. mittelbar bestimmt werden. Hierzu kann beispielsweise ein Geschwindigkeitssensor zum Erfassen der Laufgeschwindigkeit des Untergrunds vorgesehen sein. Dies ist deshalb möglich, weil der vor der Auftrefflinie herrschende Staudruck hauptsächlich von der vom Untergrund mitgeführten Luftgrenzschicht und teilweise auch von der vom Auftragsmediumsvorhang mitgeführten Luftgrenzschicht herrührt, wobei die Fallgeschwindigkeit des Auftragsmediumsvorhangs üblicherweise zur Laufgeschwindigkeit des Untergrunds in einem bestimmten Verhältnis steht, um beim Auftreffen auf den Untergrund der Bildung von Auftragsmediumspritzern vorzubeugen. Festzuhalten ist, daß die Möglichkeit einer mittelbaren Bestimmung des Staudrucks auch zusätzlich zur unmittelbaren Staudruckbestimmung eingesetzt werden kann.
In Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß das Auftragsmedium einen Feststoffgehalt von zwischen etwa 5 % und etwa 80 %, vorzugsweise von zwischen etwa 30 % und etwa 75 %, aufweist. Ferner kann das Auftragsmedium wenigstens ein anorganisches oder organisches Pigment und wenigstens ein synthetisches oder natürliches Bindemittel enthalten.
Mit der erfindungsgemäßen Auftragsvorrichtung kann beispielsweise ein Strichgewicht je Auftrag von zwischen etwa 2 g/m2 und etwa 40 g/m2, vorzugsweise von zwischen etwa 3 g/m2 und etwa 30 g/m2, erzielt werden, wobei die Angabe "je Auftrag" darauf hinweist, daß es zum Vorsehen einer Mehrfachbeschichtung der Materialbahn ferner möglich ist, mehrere erfindungsgemäße Auftragsvorrichtungen vorzusehen.
Mit der erfindungsgemäßen Auftragsvorrichtung ist es nicht nur möglich, die umlaufende Menge an Auftragsmedium zu reduzieren und somit die Leistung der Förderpumpen zu senken. Darüber hinaus ist es auch möglich, die Laufgeschwindigkeit des Untergrunds zu erhöhen, beispielsweise auf mehr als 600 m/min, vorzugsweise mehr als 1000 m/min. Ferner kann die Breite der zu beschichtenden Materialbahn mehr als 2,5 m, vorzugsweise mehr als 4,0 m betragen.
Zur Verbesserung des Auftragsergebnisses wird weiter vorgeschlagen, daß in Laufrichtung des Untergrunds vor der Auftrefflinie wenigstens eine Abstreifleiste zum Abstreifen der vom Untergrund mitgeführten Luft angeordnet ist. Mittels dieser Abstreifleiste kann die mitgeführte Luftgrenzschicht vom Untergrund abgehoben und in Richtung zur Saugvorrichtung umgelenkt werden. Da die Saugvorrichtung somit nicht mehr die zum Abheben der Luftgrenzschicht erforderliche Saugleistung aufbringen muß, kann sie entsprechend leistungsärmer ausgebildet sein. Allerdings stellt eine derartige Abstreifleiste eine Verschleißteil dar, welches von Zeit zu Zeit ausgewechselt werden muß. Es wird daher von den jeweiligen Einsatz- und Randbedingungen abhängen, ob eine erfindungsgemäße Auftragsvorrichtung mit einem derartigen Schaber und dafür einer entsprechend leistungsärmeren Saugvorrichtung oder aber eine Auftragsvorrichtung ohne derartigen Schaber und mit entsprechend leistungsstärkerer Saugvorrichtung die wirtschaftlich vorteilhaftere Lösung darstellt.
Schließlich kann bei direktem Auftrag auch eine Vorrichtung zum Stabilisieren des Laufs der Materialbahn vorgesehen sein, beispielsweise eine weitere Saugvorrichtung, welche auf der vom Vorhang-Auftragswerk abgewandten Seite der Materialbahn einen Unterdruck erzeugt, der die Materialbahn gegen ein Stützelement, vorzugsweise eine Stützwalze, zieht.
Nach einem weiteren Gesichtspunkt betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Auftragen eines flüssigen oder pastösen Auftragsmediums auf einen laufenden Untergrund unter Verwendung eines Vorhang-Auftragswerks. Hinsichtlich des Stands der Technik, dessen Nachteilen und der demgegenüber mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und dessen Abwandlungen erzielbaren Vorteile sei auf die vorstehende Diskussion der erfindungsgemäßen Auftragsvorrichtung verwiesen.
Die Erfindung wird im folgenden an einem Ausführungsbeispiel anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert werden, in welcher die einzige Figur eine schematische Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Auftragsvorrichtung darstellt.
In dieser einzigen Figur ist eine erfindungsgemäße Auftragsvorrichtung ganz allgemein mit 10 bezeichnet. Eine sich in Laufrichtung L bewegende Materialbahn 12 ist im Bereich der Auftragsvorrichtung 10 um eine Stützwalze 14 herumgeführt, welche um ein Achse A in Richtung des Pfeils P drehangetrieben ist. Ferner ist ein Vorhang-Auftragswerk 1 6 vorgesehen, aus dessen Verteilkanal 16a flüssiges oder pastöses Auftragsmedium 18 durch einen Austrittsspalt 16b austritt und als Auftragsmedium-Schleier oder -Vorhang 20 sich im freien Fall zur Oberfläche 12a der Materialbahn 12 bewegt. Die so gebildete Auftragsschicht 22 kann beispielsweise mittels einer nicht dargestellten, im Stand der Technik aber an sich bekannten Dosier- oder/und Egalisiervorrichtung von überschüssigem Auftragsmedium befreit oder/und geglättet werden.
Um sicherstellen zu können, daß das Auftragsmedium 18 in Querrichtung Q möglichst gleichmäßig an die Materialbahn 12 abgegeben wird, ist es erforderlich, daß das Auftragsmedium 18 an dem Auftrittsspalt 16b über die gesamte Länge des Verteilkanals 16a mit im wesentlichen dem gleichen Druck ansteht. Um dies zu erreichen, wird das Auftragsmedium dem Verteilkanal 16a üblicherweise an einem Ende über eine nicht dargestellte Zuführleitung mit hohem Überschuß zugeführt, und wird nicht durch den Austrittsspalt abgegebenes Auftragsmedium 18 an dem jeweils anderen Ende des Verteilkanals 16a über eine Abführleitung wieder ausgeleitet und in einen Auftragsmediumvorrat zurückgeführt. Darüber hinaus kann auch das von der Dosier- oder/und Egalisiervorrichtung abgetragene Auftragsmedium gesammelt und dem Auftragsmediumvorrat zur Wiederverwendung zugeführt werden. Um die Umlaufmenge des Auftragsmediums 18 gering halten und somit leistungsarme und durchsatzschwache Förderpumpen einsetzen zu können, ist es im Stand der Technik als eine Variante bekannt, einen Verteilkanal 16a zu verwenden, dessen Durchlaßquerschnitt von seinem Zuführende zu seinem Abführende-hin abnimmt. Die erfindungsgemäße Ausbildung der Auftragsvorrichtung 10 bietet eine weitere Möglichkeit zur Reduzierung der Umlaufmenge des Auftragsmediums.
In Laufrichtung L vor der Stelle bzw. in Querrichtung Q verlaufenden Linie T, an welcher der Auftragsmediumsvorhang 20 auf die Materialbahnoberfläche 12a auftrifft, ist bei der erfindungsgemäßen Auftragsvorrichtung 10 eine Saugvorrichtung 24 angeordnet, welche sich in Querrichtung Q im wesentlichen über die gesamte Breite der Materialbahn 12 erstreckt. Die Saugvorrichtung 24 dient zum Absaugen von Luft, welche von der Materialbahn 12 bei ihrer Bewegung in Laufrichtung L an ihrer Oberfläche 12a als Luftgrenzschicht 26 oder/und vom Auftragsmediumsvorhang 20 an seiner Oberfläche als Luftgrenzschicht 28 in den Bereich B vor der Auftreffstelle T des Auftragsmediums 18 auf der Materialbahnoberfläche 20 hineintransportiert wird und dort zur Ausbildung eines gegenüber dem normalen Luftdruck erhöhten Staudrucks führt.
In dem Bereich B ist ferner wenigstens ein Drucksensor 30 vorgesehen, welcher den Wert des Staudrucks erfaßt und ein entsprechendes Signal über eine Signalleitung 30a an eine Steuereinheit 32 übermittelt. Ferner ist an der Achse A der Stützwalze 14 ein Drehzahl- bzw. Geschwindigkeitssensor 34 angeordnet, dessen Erfassungssignal über eine Signalleitung 34a ebenfalls der Steuereinheit 32 zugeführt wird. Der Drucksensor 30 dient zur direkten bzw. unmittelbaren Erfassung des im Bereich B jeweils herrschenden Staudrucks. Hingegen läßt sich der Staudruck im Bereich B aus dem Drehzahl- bzw. Geschwindigkeitssignal des Sensors 34 lediglich indirekt bzw. mittelbar bestimmen. Dabei versteht es sich, daß zu dieser indirekten Bestimmung des Staudrucks die Kenntnis weiterer Betriebsparameter erforderlich ist, beispielsweise Durchmesser der Stützwalze 14, Beschaffenheit, insbesondere Rauhigkeit, der Materialbahnoberfläche 12a, Zusammensetzung und Viskosität des Auftragsmediums 18 und dergleichen Parameter, die einen Einfluß auf die Luftmitnahmefähigkeit von Materialbahn 12 und Auftragsmediumsvorhang 20 haben. Die indirekte Bestimmung des im Bereich B herrschenden Staudrucks hat den Vorteil, daß das Absaugen von Luft aus dem Bereich B nicht durch die Drucksensoren 30 und deren Signalleitungen 30a behindert wird.
Aus den ihr über die Leitungen 30a und 34a zugeführten Signalen bestimmt die Steuereinheit 32 den Wert des im Bereich B herrschenden Staudrucks, vergleicht diesen Ist-Wert des Staudrucks mit einem vorbestimmten, erwünschten Soll-Wert des Staudrucks, der beispielsweise in einem Datenspeicher der Steuereinheit 32 als Datenfeld abgelegt sein kann, bestimmt bei Abweichung des Ist-Werts des Staudrucks vom Soll-Wert des Staudrucks, ob die Saugleistung der Saugvorrichtung 24 erhöht oder erniedrigt werden muß, und gibt über eine Signalleitung 32a ein entsprechendes Steuersignal an die Saugvorrichtung 24 aus.
Festzuhalten ist, daß eine Mehrzahl von Drucksensoren 30 vorgesehen sein können, welche über die Breite der Materialbahn 12 verteilt angeordnet sind und in einem ihnen jeweils zugeordneten Abschnitt den dort herrschenden Staudruck erfassen. Hierdurch kann der Steuereinheit 32 eine ortsaufgelöste Information über den Staudruck zugeführt werden. Die Steuereinheit 32 kann diese ortsaufgelöste Information in verschiedener Art und Weise weiterverarbeiten.
Beispielsweise ist es möglich, bei der Bestimmung des Steuersignals für die Saugvorrichtung 24 den Mittelwert dieser ortsaufgelösten Information als Ist-Wert des Staudrucks zu verwenden. Es ist jedoch ebenso möglich, die Saugleistung 24 in Abhängigkeit von dem jeweiligen Maximalwert der ortsaufgelösten Information zu steuern. Falls auch die Saugvorrichtung 24 in eine Mehrzahl von Abschnitten unterteilt ist, deren Saugleistung unabhängig voneinander gesteuert werden kann, kann die ortsaufgelöste Information schließlich auch zu einer ortsaufgelösten Steuerung der Saugleistung herangezogen werden.
Um die Luftgrenzschicht 26 von der Oberfläche 12a der Materialbahn 12 in einfacher Weise abheben und der Saugvorrichtung 24 zuführen zu können, ist an der Materialbahnoberfläche 12a im Auftragsbereich B ferner eine Abstreifleiste 36 vorgesehen, welche entweder in sehr geringem Abstand der Materialbahnoberfläche 12a angeordnet ist, oder gegen diese beispielsweise nach Art einer Stechklinge angestellt ist. Diese Leiste 36 streift die in der Grenzschicht 26 mitgeführte Luft von der Materialbahnoberfläche ab und lenkt sie zur Ansaugöffnung der Saugvorrichtung 24 um. Da der Großteil der in der Grenzschicht 26 zugeführten Luft somit mechanisch von der Oberfläche 12a abgehoben wird, kann die Saugvorrichtung 24 entsprechend leistungsarm ausgebildet sein.
Um darüber hinaus ein Flattern der Materialbahn im Auftragsbereich B verhindern zu können, ist in dem zwischen der Stützwalze 14 und der Materialbahn 12 gebildeten Einlaufzwickel Z eine weitere Saugvorrichtung 38 angeordnet. Die weitere Saugvorrichtung 38 hat die Aufgabe, in dem Einlaufzwickel Z einen Unterdruck aufrechtzuerhalten, der die Materialbahn 12 gegen die Oberfläche-14a der Stützwalze 14 zieht, so daß sie im Auftragsbereich B an dieser vollflächig anliegt. Somit trägt auch die weitere Saugvorrichtung 38 zur Erzielung eines qualitativ hochwertigen Auftragsergebnisses bei.
Die erfindungsgemäß ausgebildete Auftragsvorrichtung 10 erlaubt es, die umlaufende Menge an Auftragsmedium 18 zu senken, ohne Einbußen an Auftragsqualität hinnehmen zu müssen. Infolge der niedrigeren Umlaufmenge können ferner die Leitungsquerschnitte der Zu- und Abführleitungen der Verteilkammer 16a des Vorhangs-Auftragswerks 16 sowie der Rückführleitung (sofern vorhanden) von der Egalisier- oder/und Dosier-Vorrichtung verkleinert werden. Gegebenenfalls kann sogar vollständig auf eine Abführleitung verzichtet werden. Gleichzeitig ist es möglich, die Laufgeschwindigkeit und die Breite der Materialbahn zu erhöhen, was eine Steigerung der Produktivität nach sich zieht. Auch können die Betriebskosten durch eine Minimierung der Verschleißteile und den Einsatz leistungs- und durchsatzschwächerer Pumpen gesenkt werden. Die mit der erfindungsgemäßen Auftragsvorrichtung 10 beschichteten Materialbahnen zeichnen sich durch eine hohe Gleichmäßigkeit der Beschichtung und eine gute Abdeckung der Materialbahnoberfläche mit Auftragsmedium aus, die annähernd Luftbürstenqualität erreicht.

Claims (20)

  1. Vorrichtung (10) zum Auftragen eines flüssigen oder pastösen Auftragsmediums (18) auf einen laufenden Untergrund unter Verwendung eines Vorhang-Auftragswerks (16), welches das Auftragsmedium (18) in Form eines Schleiers oder Vorhangs (20) an den Untergrund abgibt,
       wobei der laufende Untergrund bei direktem Auftrag die Oberfläche (12a) einer Materialbahn (12), insbesondere aus Papier oder Karton, ist und bei indirektem Auftrag die Oberfläche eines Übertragselements ist, welches das Auftragsmedium dann auf die Materialbahn überträgt, und
       wobei eine Saugvorrichtung (24) zum Absaugen von von dem Untergrund (12) oder/und von dem Vorhang (20) mitgeführter Luft (26, 28) vorgesehen ist,
    dadurch gekennzeichnet, daß sie ferner umfaßt:
    eine Staudruck-Bestimmungsvorrichtung (30, 34) zum Bestimmen des Drucks der sich in Laufrichtung (L) des Untergrunds (12a) vor der Auftrefflinie (T) des Vorhang (20) auf den Untergrund (12a) stauenden Luft, und
    eine Steuervorrichtung (32) zum Steuern der Saugleistung der Saugvorrichtung (24) in Abhängigkeit des von der Staudruck-Bestimmungsvorrichtung (30, 34) bestimmten Staudrucks.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Staudruck-Bestimmungsvorrichtung zur unmittelbaren Bestimmung des Staudrucks wenigstens einen Drucksensor (30) umfaßt, der in Laufrichtung (L) des Untergrunds (12a) vor der Auftrefflinie (T) des Vorhang (20) auf den Untergründ - (12a) angeordnet ist.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Staudruck-Bestimmungsvorrichtung zur mittelbaren Bestimmung des Staudrucks wenigstens einen Geschwindigkeitssensor (34) zum Erfassen der Laufgeschwindigkeit des Untergrunds (12a) umfaßt.
  4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
    dadurch gekennzeichnet, daß das Auftragsmedium (18) einen Feststoffgehalt von zwischen etwa 5 % und etwa 80 %, vorzugsweise von zwischen etwa 30 % und etwa 75 %, aufweist.
  5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
    dadurch gekennzeichnet, daß das Auftragsmedium (18) wenigstens ein anorganisches oder organisches Pigment und wenigstens ein synthetisches oder natürliches Bindemittel enthält.
  6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
    dadurch gekennzeichnet, daß das Strichgewicht je Auftrag einen Wert von zwischen etwa 2 g/m2 und etwa 40 g/m2, vorzugsweise von zwischen etwa 3 g/m2 und etwa 30 g/m2, aufweist.
  7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Laufgeschwindigkeit des Untergrunds (12a) mehr als 600 m/min, vorzugsweise mehr als 1000 m/min, beträgt.
  8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Breite der zu beschichtenden Materialbahn (12) mehr als 2,5 m, vorzugsweise mehr als 4,0 m, beträgt.
  9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
    dadurch gekennzeichnet, daß in Laufrichtung (L) des Untergrunds (12a) vor der Auftrefflinie (T) wenigstens eine Abstreifleiste (36) zum Abstreifen der vom Untergrund (12a) mitgeführten Luft (26) angeordnet ist.
  10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
    dadurch gekennzeichnet, daß bei direktem Auftrag eine Vorrichtung (38) zum Stabilisieren des Laufs der Materialbahn (12) vorgesehen ist, beispielsweise eine weitere Saugvorrichtung (38), welche auf der vom Schleier-Auftragswerk (16) abgewandten Seite der Materialbahn (12) einen Unterdruck erzeugt, der die Materialbahn (12) gegen ein Stützelement, vorzugsweise eine Stützwalze (14), zieht.
  11. Verfahren zum Auftragen eines flüssigen oder pastösen Auftragsmediums (18) auf einen laufenden Untergrund mittels eines Vorhang-Auftragswerks (16), welches das Auftragsmedium (18) in Form eines Schleiers oder Vorhangs (20) an den Untergrund abgibt,
       wobei der laufende Untergrund bei direktem Auftrag die Oberfläche (12a) einer Materialbahn (12) ist und bei indirektem Auftrag die Oberfläche eines Übertragselements ist, welches das Auftragsmedium auf die Materialbahn überträgt, und
       wobei von dem Untergrund (12a) oder/und von dem Vorhang (20) mitgeführte Luft (26, 28) mittels einer Absaugvorrichtung (24) abgesaugt wird,
    dadurch gekennzeichnet, man den Druck der sich in Laufrichtung (L) des Untergrunds (12a) vor der Auftrefflinie (T) des Vorhang (20) auf den Untergrund (12a) stauenden Luft bestimmt und die Saugleistung der Saugvorrichtung (24) in Abhängigkeitdes bestimmten Staudrucks steuert.
  12. Verfahren nach Anspruch 11,
    dadurch gekennzeichnet, daß man den Staudruck mittels wenigstens eines Drucksensors (30), der in Laufrichtung (L) des Untergrunds (12a) vor der Auftrefflinie (T) des Vorhangs (20) auf den Untergrund (12a) angeordnet ist, unmittelbar bestimmt.
  13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12,
    dadurch gekennzeichnet, daß man den Staudruck unter Verwendung wenigstens eines Geschwindigkeitssensors (34) zum Erfassen der Laufgeschwindigkeit des Untergrunds (12a) mittelbar bestimmt.
  14. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13,
    dadurch gekennzeichnet, daß man ein Auftragsmedium (18) mit einem Feststoffgehalt von zwischen etwa 5 % und etwa 80 %, vorzugsweise von zwischen etwa 30 % und etwa 75 %, verwendet.
  15. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 14,
    dadurch gekennzeichnet, daß man ein Auftragsmedium (18) verwendet, welches wenigstens ein anorganisches oder organisches Pigment und wenigstens ein synthetisches oder natürliches Bindemittel enthält.
  16. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 15,
    dadurch gekennzeichnet, daß man das Auftragsmedium (18) mit einem Strichgewicht je Auftrag von zwischen etwa 2 g/m2 und etwa 40 g/m2, vorzugsweise von zwischen etwa 3 g/m2 und etwa 30 g/m2, auf den Untergrund (12a) aufbringt.
  17. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 16,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Laufgeschwindigkeit des Untergrunds (12a) mehr als 600 m/min, vorzugsweise mehr als 1000 m/min, beträgt.
  18. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 17,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Breite der zu beschichtenden Materialbahn (12) mehr als 2,5 m, vorzugsweise mehr als 4,0 m, beträgt.
  19. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 18,
    dadurch gekennzeichnet, daß man die vom Untergrund (12a) mitgeführte Luft (26) in Laufrichtung (L) des Untergrunds (12a) vor der Auftrefflinie (T) mittels wenigstens einer Abstreifleiste (36) abstreift.
  20. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 19,
    dadurch gekennzeichnet, daß man bei direktem Auftrag eine Vorrichtung (38) zum Stabilisieren des Laufs der Materialbahn (12) vorsieht, beispielsweise eine weitere Saugvorrichtung (38), welche auf der vom Vorhang-Auftragswerk (16) abgewandten Seite der Materialbahn (12) einen Unterdruck erzeugt, der die Materialbahn (12) gegen ein Stützelement, vorzugsweise eine Stützwalze (14), zieht.
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