EP1960602B1

EP1960602B1 - Auftragswerk zum aufbringen einer hochabrasiven beschichtungsmasse auf eine laufende trägerbahn

Info

Publication number: EP1960602B1
Application number: EP06829615A
Authority: EP
Inventors: Hardt Wilhelm
Original assignee: Grenzebach BSH GmbH
Current assignee: Grenzebach BSH GmbH
Priority date: 2006-12-14
Filing date: 2006-12-14
Publication date: 2011-11-02
Anticipated expiration: 2026-12-14
Also published as: PL1960602T3; WO2008071216A1; ATE531851T1; EP1960602A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Auftragswerk zum Aufbringen einer hochabrasive Teilchen enthaltenden Beschichtungsmasse auf eine laufende Trägerbahn, insbesondere eine Papierbahn, die zur Verwendung bei der Herstellung abriebfester Laminate bestimmt ist.
Abriebfeste Laminate, insbesondere zur Verwendung als Bodenbeläge, erhalten ihre Abriebfestigkeit durch eine abriebfeste Deckschicht, die durch eine imprägnierte und abriebfest beschichtete Trägerbahn aus Papier oder ähnlichem Material besteht, deren Imprägnierung und Beschichtung mittels eines Auftragswerks erfolgt, wie es Gegenstand der Erfindung ist.
Die Beschichtung der Trägerbahn erfolgt bekanntermaßen mit einer Beschichtungsmasse, die im wesentlichen aus Melaminharz und einer Beimischung von Korundteilchen besteht und daher sehr abrasiv ist, weshalb ein besonderes Problem bei der Konstruktion eines Auftragswerks darin besteht, einerseits eine qualitativ hochwertige, gleichmäßige und saubere Beschichtung auf die Trägerbahn aufzubringen, dabei aber Verschleiß der Bauteile durch die abrasive aufzutragende Beschichtungsmasse weitestgehend zu vermeiden.
Es sind bereits verschiedene Auftragsvorrichtungen zu diesem Zweck vorgeschlagen worden, die alle versuchen, das genannte Ziel zu erreichen.
Aus der DE 196 43 742 A1 ist eine Vorrichtung zum Beschichten einer Papierbahn mit einem Gemisch aus flüssigem Harz und feinkörnigem Korund bekannt, bei welchem die Papierbahn mit einer Umschlingung von etwas mehr als 180° über das untere Trum einer angetriebenen Walze mit horizontaler Walzenachse geführt wird. Das aufzutragende Gemisch aus flüssigem Harz und feinkörnigem Korund wird im Anfangsbereich der Umschlingung der Walze durch die Papierbahn mittels einer sich über die Walzenbreite erstreckenden Schlitzdüse aufgetragen, wobei die Schlitzdüse schräg abwärts zur Walze hin ausmündet, und die Beschichtungsmasse wird aus einem um mehrere Meter höher gelegenen Vorratsbehälter mit dem so erzeugten statischen Druck unter Schwerkraftaufnutzung aus der Schlitzdüse ausgetrieben. Am Endbereich der Umschlingung der Walze durch die Papierbahn ist eine Luftbürste mit einem auf die Papierbahn zielenden Blasschlitz angebracht, die zur Vorglätten der aufgebrachten, Schicht dient. Die Papierbahn läuft dann über eine höher gelegene Umlenkrolle und wird dort in horizontale Richtung umgelenkt. Bei dieser bekannten Auftragsvorrichtung wird also die Beschichtungsmasse auf die über das jeweils untere Trum des Walzenumfangs laufende Papierbahn aufgebracht, so dass also Schwerkraft und durch die Walzendrehung erzeugte Fliehkraft der aufgebrachten Masse die Tendenz verleihen, radial von der Walze weg und nach unten abzutropfen oder weggeschleudert zu werden. Dementsprechend taucht das unten liegende Trum des Walzenumfangs in einen Auffangtrichter ein, der abtropfende oder weggeschleuderte Beschichtungsmasse auffängt und in einen Sammelbehälter leitet, von wo aus sie wieder in den Vorratsbehälter gepumpt wird. Der Nachteil des Beschichtungsauftrags auf das hängende Drum wird also in Kauf genommen, um an der Auftragsvorrichtung selbst möglicht wenig Verschleiß zu erzeugen, der dort nur an der Schlitzdüse und natürlich auch an den Pumporganen zum Zurückpumpen von Beschichtungsmasse in den Vorratsbehälter auftritt.
Aus der DE 199 01 525 C2 ist eine Imprägnier- und Beschichtungsanlage bekannt, bei welcher die Papierbahn nach Vorimprägnieren mittels einer Auftragswalze durch ein Imprägnierbad läuft und von dort direkt ein Beschichtungswerk durchläuft, indem sie mit einer Umschlingung von 180° über eine Walze geführt wird, zu deren Unterseite sie horizontal zuläuft und von deren Oberseite sie horizontal wegläuft. Neben dieser Umlenkwalze ist eine Dosierwalze angeordnet, die gegensinnig zur Umlenkwalze umläuft und auf deren oben liegenden Bereich mittels einer Schlitzdüse die Beschichtungsmasse getragen wird, die dann von der Dosierwalze auf die über die Umlenkwalze laufende Papierbahn aufgetragen und im Walzenschlitz dosiert wird. An dem oberen horizontalen Auslauf der Papierbahn von der Umlenkwalze liegt ein von einem Vibrator beaufschlagter Lappen auf, der die Auftragsschicht nochmals glättet. Auch bei dieser bekannten Anordnung wird das über die Schlitzdüse auf die Dosierwalze aufgetragene Beschichtungsmaterial über das unten liegende Trum des Walzenumfangs zum Walzenspalt und dort in Berührung mit der Papierbahn transportiert. Bei dieser Anordnung ist jedenfalls die Schlitzdüse einem Verschleiß unterworfen und die Nachteile des Transports der Beschichtungsmasse über das unten liegende Drum der Dosierwalze mit dem Einfluß von Schwerkraft und Fliehkraft auf die im Umfang der Dosierwalze haftende Beschichtungsmasse müssen in Kauf genommen werden.
Aus der EP 1 084 298 B 1 ist eine Auftragsvorrichtung bekannt, bei der eine Papierbahn wiederum horizontal zur Unterseite einer Umlenkwalze einläuft, von dieser mit einem Umschlingungswinkel von 180° umgelenkt wird und von deren Oberseite horizontal ausläuft, wobei wiederum neben dieser Umlenkwalze eine Dosierwalze angeordnet ist. Das Auftragen der aus Harz und feinkörnigem Korund bestehenden Beschichtungsmasse erfolgt durch eine Schlitzdüse, die entweder nach oben auf das untere Trum der Papierbahn bei deren Einlauf auf die Umlenkwalze oder nach oben auf die Unterseite der Dosierwalze erfolgt. Auf dem oberen, von der Umlenkwalze auslaufenden Trum der Papierbahn liegt wiederum ein Lappen zum Glattstreichen der Auftragsschicht auf. Bei dieser Anordnung ist die nach oben ausmündende Schlitzdüse nachteilig, da aus dieser das die abrasiven Teilchen enthaltende Beschichtungsmaterial mit Druck herausgedrückt werden muß, was an der Schlitzdüse Verschleiß erzeugt. In dieser Druckschrift ist auch noch eine Ausführungsform einer abwärts auf einen oben liegenden Bereich der Dosierwalze ausmündenden Schlitzdüse beschrieben, bei der aber wiederum der Nachteil besteht, dass dann das auf die Dosierwalze aufgetragene Beschichtungsmaterial Schwerkraft und Fliehkraft ausgesetzt ist und über den ganzen Umfang der Dosierwalze in deren Unterseitenbereich bis zum Walzenspalt transportiert werden muß.
Weiter ist aus der DE 200 20 255 U1 eine Auftragsvorrichtung bekannt, die sich von der aus der eben erörterten EP 1 084 298 B1 beschriebenen Anordnung nur durch eine andere Form der Schlitzdüse unterscheidet.
Schließlich ist aus der WO 2006/069646 A1 ein Auftragswerk mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 bekannt. Dort ist die Tragwalze als Umlenkwalze ausgebildet, über welche eine horizontal zum unteren Trum der Umlenkwalze einlaufende Papierbahn mit einem Umschlingungswinkel von etwa 180° läuft und im Scheitellinienbereich der Umlenkwalze wieder horizontal abläuft. Eine Dosierwalze ist entgegen der Drehrichtung der Umlenkwalze um einen Winkel von etwa 30° von der Scheitellinie der Umlenkwalze versetzt angeordnet und bildet mit der Umlenkwalze beziehungsweise der über diese geführten Papierbahn einen engen Spalt, der unter etwa 30° aufsteigend verläuft. In einem unterhalb der Mitte der Umlenkwalze gelegenen Bereich ist eine schräge Wand angeordnet, die mit dem Umfang der Umlenkwalze beziehungsweise der Papierbahn einen Zwickel mit trichterförmigen Querschnitt bildet, in welche eine drucklose Aufgabeeinheit in Gestalt eines Verteilerrohrs das flüssige Beschichtungsmaterial nach unten auf die schräge Wand und damit in den Zwickel zuführt. Die Papierbahn nimmt, während sie über die Umlenkwalze nach oben geführt wird, Beschichtungsmaterial aus dem Zwickelvolumen mit nach oben in den Dosierspalt, wo die Schichtdicke reguliert wird.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Auftragswerk zur Beschichtung einer Papierbahn oder sonstigen Trägerbahn mit einer abrasive Teilchen enthaltenden Beschichtungsmasse zu schaffen, welche der Zielsetzung des effektiven und qualitativ einwandfreien Auftrags der Beschichtungsmasse auf die Papierbahn oder sonstige Trägerbahn bei Verschleißminimierung noch besser gerecht wird.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch das im Patentanspruch 1 angegebene Auftragswerk gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Bei dem erfindungsgemäßen Auftragswerk wird die Trägerbahn, insbesondere Papierbahn, zunächst in einer von ihr durchlaufenen Imprägnierstation mit Harz imprägniert und dann auf kurzem Wege durch eine Beschichtungsstation geführt, so dass der Beschichtungsauf trag naß-in-naß auf die imprägnierte Trägerbahn erfolgt. Die Trägerbahn wird dabei über eine Trägerwalze mit vorzugsweise relativ kleinem Umschlingungswinkel geführt, wobei die Trägerbahn von unten aufwärts ansteigend auf die Trägerwalze zuläuft, einen oberen Bereich der Trägerwalze umschlingt und vorzugsweise leicht abwärts geneigt von der Trägerwalze abläuft. Die Aufgabe des Beschichtungsmaterials erfolgt über eine Aufgabeeinheit drucklos von oben auf die Trägerbahn, und zwar in kurzer Distanz oder unmittelbar vor dem Walzenspalt zwischen der Trägerwalze mit der darüber laufenden Trägerbahn und einer im Scheitellinienbereich, vorzugsweise aber kurz hinterhalb der Scheitellinie der Trägerwalze angeordneten Rakelwalze, die mit geringer Geschwindigkeit gegenläufig zur Trägerwalze umläuft.
Die erfindungsgemäße Anordnung ermöglicht eine einfache Bahnführung mit eine Minimierung der notwendigen Bahnumlenkungen der Trägerbahn, die zur Trägerwalze gegenläufige Drehrichtung der Rakelwalze lässt vor dem als Dosierspalt wirkenden Walzenspalt eine Beschichtungsmassenwelle entstehen, was einerseits eine gleichmäßige Verteilung der Korundteilchen in der Beschichtungsmasse und andererseits eine Minimierung des Verschleisses der Bauteile bewirkt.
Der drucklose Zulauf des Auftragsmediums vermeidet eine Schaumbildung.
Die Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen mehr im Einzelnen anhand von Ausführungsbeispielen beschrieben. In den Zeichnungen zeigt:

Fig. 1: in schematischer Seitenansicht eine erste Ausfiihrungsform eines Auftragswerks nach der Erfindung, und
Fig. 2: ebenfalls in schematischer Seitenansicht eine zweite, gegenüber der Anordnung nach Fig. 1 abgewandelte Ausführungsform eines Auftragswerks nach der Erfindung.

Beide Zeichnungsfiguren 1 und 2 zeigen, jeweils in stark schematisierter Seitenansicht, ein Auftragswerk nach der Erfindung mit einer Beschichtungsstation, und einer nachgeordneten Glättwalzenanordnung.
In beiden Ausführungsformen läuft die Papierbahn 1 zunächst durch eine nicht dargestellte Imprägnierstation, wo die Papierbahn ein ebenfalls nicht dargestelltes Imprägnierbad durchläuft und dabei mit flüssigem Melaminharz durchtränkt wird. Die Zeichnungen zeigen jeweils links die aus der Imprägnierstation kommende, über verschiedene Umlenkrollen 2 laufende Papierbahn 1.
Diese läuft vorbei an einem Podest 3, das zur Beobachtung und zu Einstellungs- und Wartungsarbeiten zur Verfügung steht, über die letzte Umlenkrolle 2 schräg nach oben in die Beschichtungsstation, die eine Tragwalze 4, eine Rakelwalze 5 und eine Aufgabeeinrichtung 6 als wesentliche Komponenten umfasst. Auch dies stimmt bei beiden Ausführungsformen nach den Fig. 1 und 2 überein.
In der Beschichtungsstation läuft die Papierbahn 1 mit einem relativ kleinen Umschlingungswinkel von weniger als 90° über die Oberseite der Tragwalze 4 und verlässt diese in leicht abwärts geneigter Richtung. Die Rakelwalze 5 ist über der Tragwalze 4 angeordnet, und zwar bei den Ausführungsbeispielen in einer um 10° von der Scheitellinie der Tragwalze in Laufrichtung der Papierbahn winkelversetzten Position. Denkbar wäre eine Anordnung der Rakelwalze in einem Bereich von +15 ° bis -15°, bezogen auf die Scheitellinie der Tragwalze. Vorteilhafter ist aber, wie dargestellt, ein Versatz der Rakelwalze 5 in Laufrichtung der Papierbahn leicht hinterhalb der Scheitellinie.
Die Rakelwalze 5 bildet mit der Tragwalze 4 bzw. der darüber laufenden Papierbahn 1 einen Dosierspalt. Mittels einer motorischen Spalteinstellvorrichtung 7, an welcher die Rakelwalze 5 angeordnet ist, ist dieser Dosierspalt einstellbar.
Die Aufgabeeinrichtung 6 führt die im wesentlichen aus einem Gemisch aus Melaminharz mit Korundteilchen bestehende Beschichtungsmasse kurz vorderhalb des Dosierspalts zwischen der Tragwalze 4 und der Dosierwalze 5 auf die Oberseite der Papierbahn 1 zu. In der Aufgabeeinheit 6 befindet sich ein druckloser Beschichtungsmaterialvorrat 8, und die Aufgabeeinheit 6 weist eine ihr zugeordnete Unterstützungseinheit 9 zur Unterstützung der Aufgabefunktion zugeordnet.
Die Rakelwalze 5 wird mit langsamer Geschwindigkeit gegensinnig zur Drehrichtung der Tragwalze 4 und damit zur Bahnlaufrichtung der Papierbahn 1 gedreht. Sie erzeugt dadurch in dem vor dem Walzenspalt auf die Papierbahn aufgegebenen Beschichtungsmaterial eine rollenartige Beschichtungsmaterialwelle, die einerseits bewirkt, dass eine gleichmäßige Verteilung der Korundteilchen in der Beschichtungsmasse erfolgt, und dass andererseits eine Verschleißminimierung der Bauteile erreicht wird.
Ein der Rakelwalze 5 zugeordneter Abstreifer 10 streift an der Rakelwalze anhaftendes Beschichtungsmaterial ab und lässt es in die Aufgabeeinheit zurückfahren.
Hinterhalb der Rakelwalze 5 ist ein Luftdüsen-Kantenabstreifer 11 angeordnet. Dieser könnte natürlich auch durch ein anderes Abstreiferorgan ersetzt sein oder auch entfallen.
In der Beschichtungsstation ist unterhalb des aus Tragwalze, Rakelwalze und Aufgabeeinrichtung gebildeten eigentlichen Auftragswerks eine Auffangwanne 12 für abtropfendes Harz oder Beschichtungsmaterial angeordnet. In der auf die Beschichtungsstation folgenden Glättwalzenanordnung wird die in der Beschichtungsstation auf die Papierbahn aufgetragene Beschichtung weiter geglättet. Die Glättwalzenanordnung weist eine angetriebene Stützwalze 13 und zwei vorderhalb und hinterhalb der Stützwalze angeordnete Glättwalzen 14 auf, die an einem pneumatisch heb- und senkbaren Gestell angeordnet sind.
Bis hierher stimmen beide Ausführungsformen nach den Fig. 1 und 2 überein.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 ist die Auffangwanne 13 unter der Walzenanordnung mit Beschichtungsmaterial gefüllt, und zwar derart, dass die Tragwalze 4 etwas in das Beschichtungsmaterial in der Auffangwanne 12 eintaucht. Dies dient der Walzenreinigung. Die Tragwalze ist auch mit seitlichen Abläufen 15 für das Beschichtungsmaterial ausgebildet, das bei der Beschichtung durch Aufgabe des Beschichtungsmaterials mittels der Aufgabeeinheit 6 an den seitlichen Rändern der Papierbahn überläuft. Außerdem ist die Auffangwanne 12 bei der Anordnung nach Fig. 1 vorzugsweise pneumatisch heb- und senkbar auf einem Gestell 16 angeordnet, so dass die Eintauchtiefe der Tragwalze in das Beschichtungsmaterial regulierbar ist. Dadurch kann die Auffangwanne nach Bedarf von der Tragwalze abgesenkt werden, so dass diese nicht mehr eintaucht. Beim Anfahren der Anlage ist es günstig, die Tragwalze zunächst nicht eingetaucht anlaufen zu lassen und dann erst die Auffangwanne anzuheben. Die Auffangwanne 12 verfügt vorzugsweise über eine Niveauregulierung des Flüssigkeitsspiegels des Beschichtungsmaterials in der Wanne. Ein Ablaufrohr 17 im unteren Bereich der Auffangwanne 13 ermöglicht einen Umlauf des Beschichtungsmaterials.
Ein der Tragwalze zugeordneter Abstreifer 18 streift von der Tragwalze beim Eintauchen in das Beschichtungsmaterial in der Auffangwanne 12 mitgenommenes Beschichtungsmaterial von dem aus der Auffangwanne herauslaufenden Umfangsbereich der Tragwalze ab.
Bei der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform taucht die Tragwalze nicht in Beschichtungsmaterial ein. Dort ist die Auffangwanne 12 als einfache Auffangwanne ausgebildet, die nur abtropfendes Beschichtungsmaterial auffängt, das über einen nicht gezeigten Auslauf abgeleitet oder gesammelt werden kann. Bei dieser Ausführungsform bedarf daher die Auffangwanne auch keiner Höheneinstellbarkeit. Ebenso entfällt bei dieser Ausfiihrungsform ein der Tragwalze zugeordneter Abstreifern.
Die Aufgabeeinheit 6 ist bei der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform mit einer Beschichtungsmaterialwanne ausgebildet, deren Wannenbreite gleich der Bahnbreite der Papierbahn 1 ist, und die leicht auswechselbare seitliche Begrenzungskeile und eine über die Wannenbreite verlaufende Kunststoffdichtlippe hat. Die Unterstützungseinheit 9 umfaßt auch eine Andrückvorrichtung, welche die Beschichtungsmaterialwanne der Aufgabeeinheit etwas an der Rakelwalze 5 andrückt. In der Beschichtungsmaterialwanne der Aufgabeeinheit findet eine Niveauregulierung des Beschichtungsmaterialspiegels statt.
Die Ausführungsform nach Fig. 2 ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn wegen der Natur des Beschichtungsmaterials es vorteilhafter ist, ohne Beschichtungsmaterialumlauf zu arbeiten. Dann wird das Beschichtungsmaterial direkt in die Beschichtungsmaterialwanne der Aufgabeeinheit an der Rakelwalze gefüllt und das jeweilige Nachfüllen dieser Wanne durch die Niveauregulierung gesteuert.
In beiden Ausführungsformen hat das erfindungsgemäße Auftragswerk erhebliche Vorteile. Die Bahnführung der Papierbahn ist einfach und hat nur minimale Bahnumlenkungen. Alle Teile des Auftragswerks sind gut zugänglich. Die mechanische Anordnung ist einfach und der Verschleiß an Bauteilen wird bei sehr guter Beschichtungsqualität auf einem Minimum gehalten.

Claims

Auftragswerk zum Aufbringen einer abrasiver Teilchen enthaltenden Beschichtungsmasse auf eine laufende Trägerbahn (1),
mit einer Tragwalze (4), über deren Scheitellinienbereich die Trägerbahn geführt wird,
weiter mit einer Rakelwalze (5), die mit der Tragwalze (4) beziehungsweise der über diese geführten Trägerbahn (1) einen Dosierspalt bildet, und die gegenläufig zur Tragwalze (4) und zur Bewegungsrichtung der Trägerbahn (1) angetrieben wird,
und mit einer drucklosen Aufgabeeinheit (6, 8, 9), über welche das flüssige Beschichtungsmaterial auf die Trägerbahn (1) aufgegeben wird,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Rakelwalze (5) im Scheitellinienbereich der Tragwalze (4) über dieser angeordnet ist,
die Rakelwalze (5) mit langsamer Drehgeschwindigkeit gegenläufig zur Tragwalze (4) angetrieben wird,
und das Beschichtungsmaterial durch die Aufgabeeinheit (6, 8, 9) unmittelbar vor der Einlaufstelle der Trägerbahn (1) in den Dosierspalt zwischen Tragwalze (4) und Rakelwalze (5) auf die Trägerbahn (1) aufgegeben wird.
Auftragswerk nach Anspruch 1, wobei die Rakelwalze in einem Winkelbereich von wenigen Grad vor oder hinter der Scheitellinie der Tragwalze (4) angeordnet ist.
Auftragswerk nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Rakelwalze (5) an einer Vorrichtung (7) zur Einstellung der Größe des Dosierspalts angeordnet ist.
Auftragswerk nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei im Auslaufbereich der Trägerbahn (1) aus dem Dosierspalt ein Luftdüsen-Kantenabstreifer (11) angeordnet ist.
Auftragswerk nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Aufgabeeinheit (6, 8, 9) mit einem Beschichtungsmaterial enthaltenden Wanne ausgebildet ist, die über eine Niveauregulierung kontinuierlich mit Beschichtungsmaterial gespeist wird.
Auftragswerk nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Trägerbahn vor dem Auflaufen auf die Tragwalze (4) eine Imprägnierstation (A) durchläuft und aus dieser in nassem Zustand unmittelbar auf die Tragwalze (4) zugeführt wird.
Auftragswerk nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Tragwalze (4) mit ihrem unteren Bereich in eine mit Beschichtungsmaterial gefüllte Auffangwanne (12) eintaucht und ein Umlauf zwischen Beschichtungsmaterial auf der Auffangwanne und der Aufgabeeinheit (6, 8, 9) erzeugt wird.
Auftragswerk nach Anspruch 7, wobei die Auffangwanne (12) in ihrer Höhenposition relativ zur Tragwalze (4) verstellbar ist.
Auftragswerk nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Trägerbahn (1) schwach abwärts geneigt von der Tragwalze (4) abgeführt wird.
Auftragswerk nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Trägerbahn (1) nach dem Ablauf von der Trägerwalze (4) ein Glättwerk mit mindestens einer Stützwalze (13) und mindestens einer Glättwalze (14) durchläuft.
Auftragswerk nach Anspruch 5, wobei die Wanne auswechselbare seitliche Begrenzungskeile aufweist.