EP1559834A1

EP1559834A1 - Auftragsverfahren

Info

Publication number: EP1559834A1
Application number: EP05100080A
Authority: EP
Inventors: Roland Scheiflinger; Wilhelm Gansberger
Original assignee: Voith Paper Patent GmbH
Current assignee: Voith Patent GmbH
Priority date: 2004-01-28
Filing date: 2005-01-10
Publication date: 2005-08-03
Also published as: DE102004004154A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum ein- oder mehrfachen Auftragen eines flüssigen bis pastösen Mediums auf eine Seite einer laufenden Faserstoffbahn, insbesondere Kartonbahn. Erfindungsgemäß wird nach Beschichtung der einen Seite (1a) der Faserstoffbahn (1) die andere entweder noch unbeschichtete oder bereits in einem vorherigen Schritt beschichtete und getrocknete andere Seite (1b) der Faserstoffbahn (1) über ein Stützelement (7) geführt und dabei zugleich die frisch beschichtete eine Seite (1a) der Faserstoffbahn (1) einer Heißlufttrocknung mit einer Trocknungseinheit (6) ausgesetzt. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Auftragen eines flüssigen bis pastösen Mediums auf eine Seite einer laufenden Faserstoffbahn, insbesondere Kartonbahn.

Die Erfindung geht aus von der, in der DE-A1 102 12 818 beschriebenen Vorrichtung. In dieser bekannten Vorrichtung sind zur mehrfachen Beschichtung der Faserstoffbahn, insbesondere einer Kartonbahn, modulartige Beschichtungsstationen einschließlich kontaktloser Trockner vorgesehen. Diese Module sind pro Bahnseite gleichartig aufgebaut und in die Streichpartie einer Herstellungs- und/oder Veredelungsmaschine beliebig ein- oder ausbaubar, ohne dass das Gesamtkonzept bzw. die Bahnführung der Faserstoffbahn verändert werden muss.

Bei der genannten Vorrichtung, als auch bei der in der DE- U1 201 05 252 beschriebenen Vorrichtung, wird die auf jeweils einer Seite der Faserstoffbahn aufgebrachte Mediumsschicht mit herkömmlichen Trocknungseinrichtungen, wie gerader Lufttrockner, Infrarottrockner oder sogenannten Airturns kontaktlos getrocknet. Mit letztgenannten Einrichtungen erfolgt auch eine Bahnumlenkung. Die Faserstoffbahn läuft während dieser Trocknung über eine Vielzahl von kleinen Leitwalzen.

In der Praxis hat sich aber herausgestellt, dass zur Erreichung der erforderlichen Trocknungsleistung eine Vielzahl an Trocknungseinrichtungen notwendig war.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, die effektiver als bisher die erforderliche Trocknungsleistung zur Trocknung der aufgebrachten Mediumsschicht erbringen kann.

Die Aufgabe wird mit den im Kennzeichen des Anspruches 1 (Verfahren) und des Anspruches 11 (Vorrichtung) angegebenen Merkmalen gelöst.

Die Erfinder haben erkannt, dass sich nur eine besonders gut abgestützte Faserstoffbahn mit hohen Luftgeschwindigkeiten bzw. Energien eines Heißlufttrockners beaufschlagen lässt, ohne dass die Faserstoffbahn dabei reißt.
Deshalb sind gemäß der Erfindung höhere Trocknungsleistungen als bisher möglich.

Die Abstützung der Faserstoffbahn erfolgt erfindungsgemäß mit einem Stützelement, beispielsweise einer Stützwalze oder einem Zylinder. Dieses Stützelement ist auf der vom unmittelbar zuvor erfolgten Auftrag abgewandten, d.h. gegenüberliegenden, anderen Bahnseite (Bahnrückseite) angeordnet. Die gestützte Bahnseite ist dabei entweder noch unbeschichtet oder bereits durch einen oder mehrere Vorstriche beschichtet worden und bereits getrocknet.

Die frisch auf die Oberseite der Faserstoffbahn aufgebrachte Auftragsschicht lässt sich im Rahmen der vorliegenden Erfindung sehr zweckmäßig mit zwei gekrümmten Heißlufttrocknern trocknen, die dem Stützelement zugeordnet sind. Dabei ist die Krümmung der Lufttrockner an den Außendurchmesser des Stützelementes angepasst. Die zwei gekrümmte Lufttrockner wirken ihrerseits gemeinsam auf die vom zylindrischen Stützelement gestützte Faserstoffbahn in einem Bogenwinkel α von annähernd 180° ein. Vor allem können durch Anwendung der gekrümmten Lufttrockner alle herkömmlichen, gerade ausgeführten Lufttrockner eingespart werden.

Es ist in diesem Zusammenhang besonders vorteilhaft, wenn als Trocknungseinrichtung sogenannte Prallströmtrockner verwendet werden. Aufgrund dieser höheren Luftgeschwindigkeiten bzw. der Luft-Prallströmung kann eine höhere Verdampfungsleistung erreicht werden. Dadurch lässt sich insgesamt die Anzahl an herkömmlichen kontaktlosen Trocknern reduzieren.

Durch Verwendung einer einzigen Stützwalze pro Beschichtungsstation von größerem Durchmesser, der ca. 1,0 bis 3,0 m beträgt, lassen sich auch eine Vielzahl herkömmlicher kleiner Leitwalzen einsparen. Bei konventionellen Streichanlagen sind ca. 30 % weniger Leitwalzen erforderlich. Bei der vorliegenden Erfindung werden dagegen nur ca. 50 Stück benötigt, sodass mit der Erfindung niedrigere Investitionsund Betriebskosten erzielt werden. Außerdem ist wie vorstehend schon beschrieben ohne die Leitwalzen, d.h. durch Anwendung des großen Stützelementes, eine höhere, intensivere Luftbeaufschlagung vom Trockner her auf die Auftragsschicht möglich.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht auch darin, dass durch Stützung der Faserstoffbahn eine bessere Zugregelung derselben durch eben diesen Kontakt mit der Stützwalze möglich ist. Wird die Bahn, wie beim genannten Stand der Technik von einem Luftpolster getragen, ist eine Zugregelung deutlich schwieriger. Außerdem ist mit der vorliegenden Erfindung ein schnelleres und sicheres Überführen eines Streifens der Faserstoffbahn möglich.

Die genannten Effekte, insbesondere die Bahnführung sind weiter verbesserbar, wenn die Stützwalze eine perforierte offene Oberfläche aufweist, die zusätzlich besaugbar ist.

Weiter vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus weiteren Unteransprüchen

Die Erfindung ist gemäß Anspruch 14 verwendbar innerhalb einer Maschine zur Herstellung und/oder Veredelung einer Faserstoffbahn, insbesondere zur Herstellung und /oder Veredelung von Karton oder Verpackungsmaterial. Eine Faserstoffbahn aus dem genannten Stoff hat eine Flächen bezogenen Masse (FbM) von ca. 150 bis 450 g/m². Aufgrund ihrer Zusammensetzung und dem hohen Altpapieranteil ist diese sehr zugschwach, neigt also zum Abreißen. Außerdem penetriert in einen derartigen Faserstoff das aufgebrachte Streichmedium, z.B. Stärke oder pigmenthaltige Streichfarbe besonders stark, wodurch die Faserstoffbahn wieder erweicht und deshalb schnell und intensiv zu trocknen ist.

Mit der vorliegenden Erfindung ist das in überraschender Weise möglich.

Nachfolgend soll die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert werden.

Es zeigen:

Figur 1: einen Ausschnitt aus einem grobschematischen Querschnitt einer Beschichtungsanlage zum beidseitigen Auftragen und Trocknung der Auftragsschicht gemäß der Erfindung

Figur 2: eine Alternativlösung zur Figur 1 für eine Bahnseite

In der Figur 1 ist eine Faserstoffbahn 1 aus Karton gezeigt, die zunächst von einer nicht gezeigten Kalandrierung herkommend, in Laufrichtung L läuft. Die Bahngeschwindigkeit beträgt dabei 100 - 1000 m/min.

Über einzelne Leitwalzen 2 und Breitstreckwalzen 3 laufend, wird die Bahn 1 einer Auftragseinrichtung 4 zur Beschichtung der ersten (oberen) Bahnseite 1a zugeführt. Der Auftrag selbst kann mit jeder beliebigen Auftragseinrichtung 4 durchgeführt werden. Im Beispiel ist dafür aber ein sogenanntes Düsenaggregat vorgesehen. Mit diesem Aggregat wird in direkter Weise das gewünschte Auftragsmedium, z.B. 10g/m² Streichfarbe mit einem Feststoffgehalt von 60 % in einem frei und ungestützt verlaufendem Strahl auf die betreffende obere Bahnseite 1 a aufgebracht.

Die so erzeugte Auftragsschicht 5 ist in der Figur 1 dünn gestrichelt gezeichnet und wird einer Trocknungseinheit 6 zugeführt. Diese besteht aus zwei aneinander angrenzenden, gekrümmten Prallstrahlungs-Heißlufttrocknern 6a, die jeweils in einem Gehäuse 6b energiegünstig untergebracht sind. Diese Gehäuse 6b sind in gleicher Form und Größe konstruiert, sodass sie als Module für mehrere Streichstationen einsetzbar sind. Dadurch sind sie auch für Umbau- und Lagerzwecke ebenfalls bestens geeignet.

Die Krümmung der Heißlufttrockner 6a ist an ein zylindrisches Stützelement 7, welches auf der anderen (unteren) Bahnseite1b angeordnet ist, angepasst. Zwischen diesem Stützelement, das als Stützwalze 7 ausgebildet ist, und der gekrümmten Luftaustrittsseite der Heißlufttrockner 6a läuft die Faserstoffbahn 1 hindurch, sodass sowohl eine starke Stützung der Bahn 1 als auch eine gleichzeitige, intensive Trocknung der Auftragsschicht 5 erfolgt. Die Trocknungsleistung der Trockner 6a beträgt jeweils ca. 20 - 60 kg H₂O/m²h in Abhängigkeit vom Heizmedium, wie Dampf oder Gas usw.

Bei besonders starker Pentration des Auftragsmediums in die Bahn 1 und dadurch besonders feuchter Bahn ist zusätzlich eine Trocknung mit Infrarottrocknern 8 auf einer oder beiden Bahnseiten 1a, 1b möglich. Dieser mit den Trocknern 8 vorgenommene Vortrocknungsschritt ist, da optional, in der Figur 1 ebenfalls gestrichelt eingezeichnet.

Die Bahn 1 wird im Anschluss an die Trocknung in der Trocknungseinrichtung 6 einer aus Zylindern 9 bestehenden Bahnspannungs-Regelungsgruppe 10 zugeführt.

Im weiteren Laufweg der Faserstoffbahn 1 gelangt diese zu einer weiteren Auftragseinrichtung 4b zur Beschichtung der anderen Bahnseite 1b, die hier die untere bzw. die Bahnrückseite sein soll. In Figur 1 ist dargestellt, dass dieser Auftrag, d.h. Auftragsschicht 5b (gepunktet eingezeichnet), auf die Bahnrückseite 1b gleichermaßen und mit demselben Aggregat wie beim Auftrag auf die erste Bahnseite 1a vorgenommen wird. Grundsätzlich sind aber auch unterschiedliche Auftragsaggregate und auch unterschiedliche Auftragsmedien einsetzbar.
Die Umlenkung der mit der Auftragsschicht 5b versehenen Bahn 1 und deren Trocknung erfolgt mit einem herkömmlichen sogenannten Airturn 12. Dieser Airturn stößt Luft, das kann auch Warmluft sein, gegen die frisch beschichtete Bahnseite 1b und trocknet diese. Die vom Airturn 12 abgegebenen Luftstrahlen sind allerdings weniger intensiv, als die von der Einrichtung 6 abgegeben Strahlen auf die Bahnseite 1a, sodass für die Bahnseite 1 b ein weiterer IR-Trockner 8 hier vorgeschaltet ist oder auch nachgeschaltet sein könnte.

Dem Airturn 12 ist ebenfalls wieder eine Bahnspannungs-Regelungsgruppe 10 nachgeordnet.

Anstelle des verwendeten Airturns 12, bei dem die Faserstoffbahn 1 nur von einem Luftpolster getragen wird, ist alternierend auch der Einsatz eines weiteren Stützelementes 7 und weiteren diesem Stützelement zugeordneten weiteren Trocknungseinheiten 6 möglich. Diese Ausführungsvariante ist ausschnittsweise in Figur 2 und mit denselben Bezugszeichen, wie in Figur 1 vorhanden, dargestellt. Mit dieser Variante sind auf beiden Seiten gleichermaßen hohe Trocknungsraten erzielbar.

Die schräg verlaufenden Strichpunktlinien F sollen in beiden Figuren 1 und 2 andeuten, dass der Bahnbehandlungsweg in oder gegen die Laufrichtung L beliebig fortgesetzt werden kann und die beiden Bahnseiten 1a und/oder 1b gegebenenfalls jeweils mit noch weiteren nicht dargestellten Auftragsschichten 5c, d usw. behandelbar wäre.

Bezugszeichenaufstellung

1: Faserstoffbahn
1 a: erste Bahnseite (obere Seite)
1 b: zweite Bahnseite (untere Seite)
2: Leitwalze
3: Breitstreckwalze
4, 4b: Auftragseinrichtung
5, 5b: Auftragsschicht
6: Trocknungseinheit
6a: Heißlufttrockner
6b: Gehäuse
7: zyl. Stützelement/Stützwalze
8: Infrarottrockner
9: Zylinder
10: Bahnspannungs-Regelungsgruppe
12: Airtum
L: Laufrichtung
F: Strichpunktlinie/Fortsetzung

Claims

Verfahren zum ein- oder mehrfachen Auftragen eines flüssigen bis pastösen Mediums auf eine Seite einer laufenden Faserstoffbahn, insbesondere Kartonbahn,
dadurch gekennzeichnet, dass
nach Beschichtung der einen Seite (1a) der Faserstoffbahn (1) die andere entweder noch unbeschichtete oder bereits in einem vorherigen Schritt beschichtete und getrocknete andere Seite (1 b) der Faserstoffbahn (1) über ein Stützelement (7) geführt und dabei zugleich die frisch beschichtete eine Seite (1a) der Faserstoffbahn (1) einer Heißlufttrocknung mit einer Trocknungseinheit (6) ausgesetzt wird.
Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Heißlufttrocknung in Form von Prallströmungen erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 1 und 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
als Stützelement (7) eine Walze mit einem Durchmesser von ca. 1 - 3 m verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, dass
ein derartiges zylindrisches Stützelement (7) verwendet wird, dessen Oberfläche glatt ausgebildet ist.
Verfahren nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, dass
ein derartiges zylindrisches Stützelement (7) verwendet wird, dessen Oberfläche perforiert ausgebildet ist und besaugt wird.
Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, dass
die frisch beschichtete Seite (1a) der Faserstoffbahn (1) vor der Trocknung mit der Trocknungseinheit (6, 6a) der Trocknung mit Infrarottrocknern (8) ausgesetzt wird.
Verfahren nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Trocknungsleistung der Trocknungseinheit (6, 6a) gleich oder größer als jene Leistung bei der Infrarottrocknung (8) ist.
Verfahren nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Faserstoffbahn während Ihres Laufes über das Stützelement (7) eine Richtungsänderung erfährt.
Verfahren nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
für die Trocknungseinheit (6, 6a) gekrümmte Lufttrockner (6a) verwendet werden, die der Oberfläche des zylindrisches Stützelementes (7) zugeordnet sind.
Verfahren nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
dieselbe Seite (1a, 1b) der Faserstoffbahn (1) mehrfach nacheinander behandelt wird.
Vorrichtung zum Auftragen eines flüssigen bis pastösen Mediums auf eine Seite einer laufenden Faserstoffbahn mit wenigstens einer Auftragseinrichtung, der in Laufrichtung der Faserstoffbahn auf derselben Bahnseite wenigstens eine Trocknungseinheit nachgeordnet ist,
dadurch gekennzeichnet, dass
ein Stützelement (7) für die laufende Faserstoffbahn (1) vorgesehen ist, welches sich auf der, der Auftragseinrichtung (4, 4b) gegenüber liegenden Seite (1 b) der Faserstoffbahn (1) befindet und diesem Stützelement (7) wenigstens ein Lufttrockner (6a) der Trocknungseinheit (6) derart zugeordnet ist, dass die Faserstoffbahn (1) sowohl gestützt läuft, als auch zugleich die mit der Auftragseinrichtung (4) aufgebrachte Mediums- Auftragsschicht (5) der Trocknung ausgesetzt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet, dass
zwei gekrümmte Lufttrockner (6a) vorgesehen sind, welche ihrerseits gemeinsam auf die vom zylindrischen Stützelement (7) gestützte Faserstoffbahn (1) in einem Bogenwinkel α von annähernd 180° einwirken.
Vorrichtung nach Anspruch 11 und 12,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Lufttrockner (6a) als Prallströmtrockner ausgebildet sind.
Verwendung des Verfahrens und der Vorrichtung gemäß einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche innerhalb einer Maschine zur Herstellung und/oder Veredelung einer Faserstoffbahn (1), insbesondere zur Herstellung und /oder Veredelung von Karton oder Verpackungsmaterial.