EP1239078A1 - Vorhangsbeschichter - Google Patents

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EP1239078A1
EP1239078A1 EP02003073A EP02003073A EP1239078A1 EP 1239078 A1 EP1239078 A1 EP 1239078A1 EP 02003073 A EP02003073 A EP 02003073A EP 02003073 A EP02003073 A EP 02003073A EP 1239078 A1 EP1239078 A1 EP 1239078A1
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EP
European Patent Office
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web
curtain
material web
application medium
coating
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Withdrawn
Application number
EP02003073A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Benjamin Méndez-Gallon
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Voith Patent GmbH
Original Assignee
Voith Paper Patent GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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Withdrawn legal-status Critical Current

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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
    • 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 according to the preamble of claim 1.
  • Machines for the production and / or finishing of a material web in particular a paper or cardboard web, nowadays have widths of up to 10 m and more. If the material web is coated with an application medium curtain, a uniform application that extends across the entire web width should be ensured. This requirement is all the more difficult to implement the faster the material webs run in the machines and is also dependent on the quality of the material web and the application medium.
  • Coating with a so-called curtain coater takes place without excess medium. That means it only gets that much Medium applied, as should remain on the web. The applied film is therefore very thin.
  • micro-skip coating Depending on the quality of the material web used, the formation of microscopically uncovered areas (so-called micro-skip coating), whereby the mentioned, very thin liquid film in places with protruding paper fibers, Roughness or pores tear. At these different points are missing the homogeneous contact between medium and substrate (material web).
  • the post-published DE 100 57 731 also deals, inter alia, with the problem of more uniform wetting of the material web to be coated with a curtain applicator.
  • the arrangement of a vacuum generator in the form of a suction box is provided in the gusset between the application medium curtain and the material web.
  • the negative pressure should favor anchoring of the application medium with the material web.
  • the suction box mentioned is equipped on the inlet side and / or outlet side (in the direction of the running material web) with scraper elements which are positioned against the material web.
  • the generated and the underside (this is the uncoated, from the application medium curtain opposite side) of the material web only needs be so large that the application medium is only on the surface of the Material web creates, but does not penetrate.
  • the material web becomes more stable and is therefore less prone to tearing Effect that is particularly desirable for webs containing waste paper.
  • solution according to the invention In contrast to a solution for coating a still wet, on screens running paper or cardboard web according to DE19823738, is in the present, solution according to the invention not to suck moisture from the web. It is only such a high negative pressure is necessary to ensure the adhesion of the application medium Substat (read material web) accelerated. So you come with a very low suction power of the negative pressure generation source.
  • An expedient embodiment of the device can consist in that the Vacuum generating device as a machine-wide, external suction box is formed, which can be attached easily under the material web and moreover, in height or at least in the area of the impact line or Arrange impact position P of the application medium curtain.
  • the effect in terms of adhesion and wettability, this can be compared to that in the Introduction to the description cited DE 10057731.8 significantly improve.
  • sealing elements arranged on the suction box e.g. in the form of against the material web employed scrapers, brushes or the like can Suction and thus the adhesion of the curtain can be increased.
  • the support with a roller or another support element.
  • This support element is with a suction zone that can be connected to a vacuum generation source and has individual ones Equipped with suction openings.
  • the device according to the invention can be used both as a single device and also in combination with those solutions mentioned in the introduction to the description were used.
  • the web 1 also follows the second side can be coated.
  • the invention Device less effective because the suction is now due to the Coating of the first web side 1 is reduced. With paper webs with low basis weight this should be feasible.
  • the figures each show a paper or cardboard web 1 with a dry content of> 80%. As indicated by a direction arrow, it does not run from one the dryer section shown in the figures a machine-wide curtain application 2 to that an order medium process 3 across the entire width releases the material web 1. In a position P, the curtain 3 meets directly with the Coating provided web side 1b.
  • the web 1 has a thickness of 50-200 microns, whereas that produced by the curtain 3 Layer has a thickness of 5-50 microns.
  • FIG. 1 shows that the web 1 is supported by a roller 4.
  • the Roller 4, over which the uncoated side 1 a of web 1 runs, is with a Vacuum generating device 5 provided such that the roller 4 over has a suction zone 5a which is connected to a controllable vacuum source Q connected.
  • suction zones or suction rollers are of a construction type well known and therefore need no further explanation.
  • Another A variant of the support could also be the use of a perforated support band consist of a device (suction box), as shown in Figure 2, assigned.
  • FIG. 2 shows the coating of web 1 in a free (unsupported) train shown.
  • the order work 2 itself was not here for reasons of simplification shown.
  • the web 1 and also the application medium applied with curtain 3 are drawn here for enlarged clarity.
  • the uncoated web side 1a is in the area of the one above Impact point P assigned to a known suction box 5b.
  • the suction box 5b sucks air L through the porous web 1 and thereby pulls it over the active side of the Suction box falling curtain 3 towards web 1 or web side 1b. This is how it is anchored on this side of the track and also is used for an even distribution and wetting of the application medium M the entire web width is taken care of.
  • the suction box 5b is to improve its suction Seal elements 7 provided at its inlet and outlet end. As Sealing element come both against the web side 1a brushes, as flexible or rigid scraper bars are also possible. The latter elements can contact the web side 1 or be arranged at a short distance.
  • the web 1 also follows the second side can be coated.
  • the invention Device less effective because the suction is now due to the Coating of the first web side 1 is reduced. With paper webs with low basis weight this should be feasible.

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Abstract

Bei einer Vorrichtung zum ein- oder beidseitigen Auftragen von flüssigem oder pastösem Auftragsmedium, insbesondere wässrige Pigmentsuspension, auf eine laufende Materialbahn, insbesondere auf eine Papier- oder Kartonbahn bei deren Herstellung und /oder Veredelung umfassend ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Unterdruck-Erzeugungseinrichtung der vom Auftragsmedium-Vorhang abgewandten Seite der Materialbahn zumindest dem Bereich der Position P zugeordnet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 Maschinen zur Herstellung und /oder Veredelung einer Materialbahn, insbesondere einer Papier- oder Kartonbahn, weisen heutzutage Breiten von bis zu 10m und mehr auf. Bei einer Beschichtung der Materialbahn mittels einem Auftragsmedium-Vorhang (Curtain) soll ein, über die gesamte Bahnbreite reichender gleichmäßiger Auftrag sichergestellt werden.
Diese Forderung ist um so schwieriger zu realisieren, je schneller die Materialbahnen in den Maschinen laufen und ist außerdem auch abhängig von der Qualität der Materialbahn und dem Auftragsmedium.
Die Beschichtung mit einem sogenannten Curtain Coater, also Auftragsmedium-Auftragswerk, erfolgt ohne Überschuss an Medium. Das heißt, es wird nur soviel Medium aufgetragen, wie auch auf der Materialbahn verbleiben soll. Der aufgetragene Film ist demnach sehr dünn.
Je nach verwendeter Qualität der Materialbahn, kommt es deshalb zur Bildung von mikroskopisch unbedeckten Stellen (sogenanntes Micro-Skip-Coating), wobei der genannte, sehr dünne Flüssigkeitsfilm an Stellen mit herausstehenden Papierfasern, Rauhigkeiten oder Poren reißt. An diesen punktuell unterschiedlichen Stellen fehlt der homogene Kontakt zwischen Medium und Substrat (Materialbahn).
Um diesem Problem zu begegnen, wurde eine Lösung zur elektrostatischen Aufladung der Materialbahn und /oder dem Auftragsmedium und/oder dem Auftragswerk in der nachveröffentlichten DE 100 12 256 vorgeschlagen.
Die nachveröffentlichte DE 100 57 731 befasst sich unter anderem ebenfalls mit dem Problem der gleichmäßigeren Benetzung der mit einem Vorhang-Auftragswerk zu beschichtenden Materialbahn.
Bei dieser Lösung ist die Anordnung einer Unterdruck-Erzeugereinrichtung in Form eines Saugkastens, im Zwickel zwischen dem Auftragsmedium-Vorhang und der Materialbahn vorgesehen. Beim direkten Auftrag auf die Materialbahn soll der Unterdruck eine Verankerung des Auftragsmediums mit der Materialbahn begünstigen. Zur Erhöhung seiner Effizienz ist der genannte Saugkasten zulaufseitig und/oder auslaufseitig (zur Richtung der laufenden Materialbahn) mit Schaberelementen ausgerüstet, die gegen die Materialbahn angestellt sind.
Demgegenüber ist es Aufgabe der Erfindung, mit einer geeigneten Vorrichtung die Adhäsion des von einem Vorhang-Auftragswerk erzeugten Auftragsmedium-Vorhanges an eine laufende Materialbahn weiter zu verbessern und eine noch gleichmäßigere Benetzung der Materialbahn-Oberfläche zu gewährleisten.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Vorrichtung gemäß dem Kennzeichen des Anspruches 1.
Durch Erzeugen eines Unterdruckes zwischen der bereits weitgehend getrockneten Materialbahn und der aufgetragenen nassen Schicht des Auftragsmediums kann trotz inhomogener Oberfläche der Materialbahn eine überaus gleichmäßige Benetzung mit Auftragsmedium erreicht werden,so dass alle Partikel, Unebenheiten, Poren und dergleichen der Materialbahn zuverlässig mit Auftragsmedium abgedeckt sind.
Der erzeugte und an die Unterseite (das ist die unbeschichtete, vom Auftragsmedium-Vorhang abgewandte Seite) der Materialbahn angelegte Unterdruck braucht aber nur so groß sein, dass sich das Auftragsmedium lediglich an die Oberfläche der Materialbahn anlegt, diese aber nicht durchdringt.
Die Materialbahn wird dadurch stabiler und neigt daher weit weniger zum Zerreißenein Effekt der besonders bei altpapierhaltigen Bahnen wünschenswert ist.
Im Unterschied zu einer Lösung zum Beschichten einer noch nassen, auf Sieben laufenden Papier-oder Kartonbahn gemäß der DE19823738, ist bei der vorliegenden, erfindungsgemäßen Lösung keine Feuchtigkeit aus der Bahn zu saugen. Es ist nur ein solch hoher Unterdruck notwendig, der die Adhäsion des Auftragsmediums am Substat (sprich Materialbahn) beschleunigt. Man kommt daher mit einer sehr geringen Saugleistung der Unterdruck-Erzeugungsquelle aus.
Eine zweckmäßige Ausgestaltung der Vorrichtung kann darin bestehen, dass die Unterdruck- Erzeugungseinrichtung als ein maschinenbreiter, externer Saugkasten ausgebildet ist, der in einfacher Weise unter der Materialbahn anbingbar ist und überdies sich in Höhe bzw. zumindest im Bereich der Auftrefflinie bzw. Auftreffposition P des Auftragsmedium-Vorhanges anordnen lässt. Die Wirkung hinsichtlich Adhäsion und Benetzbarkeit lässt sich hierdurch gegenüber der in der Beschreibungseinleitung zitierten DE 10057731.8 deutlich verbessern.
Mittels an den Saugkasten angeordneter Dichtungselemente, z.B. in Form von gegen die Materialbahn angestellten Schabern, Bürsten oder dergleichen kann die Saugwirkung und damit die Adhäsion des Vorhanges gesteigert werden.
Sind solche Konfigurationen vorgesehen, bei der die Materialbahn im gestützten Zustand beschichtet werden soll, bietet sich eine Lösung an, bei der die Stützung mit einer Walze oder einem anderen Stützelement erfolgt. Dieses Stützelement ist mit einer, an eine Unterdruckerzeugungsquelle anschließbaren Saugzone mit einzelnen Saugöffnungen ausrüstbar.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung lässt sich sowohl als Einzelvorrichtung, als auch auch in Kombination mit jenen Lösungen, die in der Beschreibungseinleitung genannt wurden, einsetzen.
Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind besonders vorteilhaft empfindliche, weniger feste Papiere, solche mit niedrigem Flächengewicht oder auch von niedriger Rohstoffqualität behandelbar, da hier keine Verdrückungen beim Auftragen des Mediums erfolgen, aber dennoch eine gute Benetzbarkeit gegeben ist.
Im Anschluss an die Behandlung mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung können sich weitere herkömmliche Behandlungsschritte, wie weitere Beschichtungen zur Erzeugung einer Mehrfachschicht mit und ohne Zwischentrocknung, Glättung usw. anschließen.
Der Vollständigkeit halber soll erwähnt sein, dass die Bahn 1 nachfolgend auch auf der zweiten Seite beschichtet werden kann. Allerdings ist dann die erfindungsgemäße Vorrichtung weniger wirkungsvoll, da die Saugwirkung nun aufgrund der erfolgten Beschichtung der ersten Bahnseite 1 herabgesetzt ist. Bei Papierbahnen mit geringem Flächengewicht dürfte das aber machbar sein.
Die Erfindung soll nachstehend anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert werden.
Es zeigen
Figur 1:
Ein erstes Beispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer schematischen Darstellung
Figur 2:
Ein zweites Beispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung
Die Figuren zeigen jeweils eine Papier- bzw. Kartonbahn 1 mit einem Trockengehalt von > 80 %. Sie läuft, wie mit einem Richtungspfeil gekennzeichnet, von einer nicht in den Figuren dargestellten Trockenpartie einem maschinenbreiten Vorhang-Auftragswerk 2 zu, das einen Auftragsmedium-Vorgang 3 über die gesamte Breite der Materialbahn 1 abgibt. Der Vorhang 3 trifft in einer Position P direkt auf die zur Beschichtung vorgesehene Bahnseite 1b.
Die Bahn 1 hat eine Dicke von 50-200 µm, wogegen die vom Vorhang 3 erzeugte Schicht eine Dicke von 5-50 µm aufweist.
In der Figur 1 ist dargestellt, dass die Bahn 1 von einer Walze 4 gestützt ist. Die Walze 4, über die die unbeschichtete Seite 1a der Bahn 1 läuft, ist mit einer Unterdruck-Erzeugungseinrichtung 5 versehen, dergestalt, dass die Walze 4 über eine Saugzone 5a verfügt, welche an eine regelbare Unterdruckquelle Q angeschlossen ist. Derartige Saugzonen bzw. Saugwalzen sind in ihrer Bauweise hinlänglich bekannt und bedürfen deshalb keiner näheren Erläuterung. Eine andere Variante der Stützung könnte auch in der Verwendung eines perforierten Stützbandes bestehen, dem eine Einrichtung (Saugkasten), wie in Figur 2 dargestellt ist, zugeordnet ist.
Die Figur 2 zeigt die Beschichtung der Bahn 1 in einem freien (ungestützten) Zug dargestellt. Das Auftragswerk 2 selbst wurde aus Vereinfachungsgründen hier nicht gezeigt. Die Bahn 1 und auch das mit Vorhang 3 aufgetragene Auftragsmedium sind hier aus Verdeutlichkeitsgründen stark vergrößert gezeichnet.
Der unbeschichteten Bahnseite 1a ist im Bereich des darüber befindlichen Auftreffpunktes P ein bekannter Saugkasten 5b zugeordnet. Der Saugkasten 5b saugt Luft L durch die poröse Bahn 1 und zieht dadurch den über der Wirkseite des Saugkastens herabfallenden Vorhang 3 zur Bahn 1, bzw. der Bahnseite 1b hin. Damit erfolgt dessen gewünschte Verankerung auf dieser Bahnseite und außerdem wird für eine gleichmäßige Verteilung und Benetzung des Auftragsmediums M über die gesamte Bahnbreite gesorgt.
Der Saugkasten 5b ist zur Verbesserung seiner Saugwirkung mit Dichtungselementen 7 an seinem zu- und ablaufseitigen Ende versehen. Als Dichtungselement kommen sowohl gegen die Bahnseite 1a angestellte Bürsten, als auch flexible oder starre Schaberleisten in Frage. Die letztgenannten Elemente können die Bahnseite 1 kontaktieren oder aber in geringem Abstand angeordnet sein.
Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind besonders vorteilhaft empfindliche, weniger feste Papiere, solche mit niedrigem Flächengewicht oder auch von niedriger Rohstoffqualität behandelbar, da hier keine Verdrückungen beim Auftragen des Mediums erfolgen, aber dennoch eine gute Benetzbarkeit gegeben ist.
Im Anschluss an die Behandlung mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung können sich weitere herkömmliche Behandlungsschritte, wie weitere Beschichtungen zur Erzeugung einer Mehrfachschicht mit und ohne Zwischentrocknung, Glättung usw. anschließen.
Der Vollständigkeit halber soll erwähnt sein, dass die Bahn 1 nachfolgend auch auf der zweiten Seite beschichtet werden kann. Allerdings ist dann die erfindungsgemäße Vorrichtung weniger wirkungsvoll, da die Saugwirkung nun aufgrund der erfolgten Beschichtung der ersten Bahnseite 1 herabgesetzt ist. Bei Papierbahnen mit geringem Flächengewicht dürfte das aber machbar sein.

Claims (3)

  1. Vorrichtung zum ein- oder beidseitigen Auftragen von flüssigem oder pastösem Auftragsmedium, insbesondere wässrige Pigmentsuspension, auf eine laufende Materialbahn, insbesondere auf eine bereits weitgehend getrocknete Papier-oder Kartonbahn bei deren Herstellung und /oder Veredelung umfassend
    a) ein Vorhang-Auftragswerk (2) ,welches das Auftragsmedium (M) als sich im Wesentlichen schwerkraftbedingt bewegenden, frei fallenden Vorhang (3) direkt an die laufende Materialbahn (1) abgibt und zwar derart, dass der Auftragsmedium-Vorhang (3) in einer Position P auf einen freien Bahnzug oder auf einen, die Materialbahn (1) beispielsweise durch eine Walze (4) stützenden Bereich auftrifft und
    b) eine Unterdruck-Erzeugungseinrichtung (5), die den Auftragsmedium-Vorhang (3) zur laufenden Materialbahn (1) hinzieht und mit dieser verankert,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Unterdruck-Erzeugungseinrichtung (5) der vom Auftragsmedium-Vorhang (3) abgewandten Seite (1a) der Materialbahn (1) zumindest dem Bereich der Position P zugeordnet ist
  2. Vorichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass
    die Unterdruck-Erzeugungseinrichtung (5) als Saugkasten (5b) ausgebildet ist, dem zulaufseitig und / oder auslaufseitig ein Dichtungselement (7), beispielsweise ein Schaber oder eine Bürste, zugeordnet ist und das Dichtungselement (7) gegen die Materialbahn (1, 1a) angestellt ist.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass
    die Unterdruck-Erzeugungseinrichtung (5) eine Saugzone (5a) umfasst, mit welcher die, die Materialbahn (1) stützende Walze (4) ausgerüstet ist.
EP02003073A 2001-03-06 2002-02-13 Vorhangsbeschichter Withdrawn EP1239078A1 (de)

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