EP2096209A1 - Streichstation - Google Patents
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- EP2096209A1 EP2096209A1 EP09152921A EP09152921A EP2096209A1 EP 2096209 A1 EP2096209 A1 EP 2096209A1 EP 09152921 A EP09152921 A EP 09152921A EP 09152921 A EP09152921 A EP 09152921A EP 2096209 A1 EP2096209 A1 EP 2096209A1
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- European Patent Office
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- application medium
- vacuum
- coating station
- filter
- coating
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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
- B05C5/007—Slide-hopper coaters, i.e. apparatus in which the liquid or other fluent material flows freely on an inclined surface before contacting the work
- B05C5/008—Slide-hopper curtain coaters
Definitions
- the invention relates to a coating station for coating a running paper, cardboard or other fibrous web with at least one liquid to pasty application medium, comprising a above the fibrous web and spaced therefrom arranged applicator head of a curtain applicator, the at least one application medium in the form of a curtain emits to the fibrous web, the applicator a vacuum deaerator for degassing or venting of at least one application medium is connected upstream, wherein a discharge line for degassed application medium, a vacuum generating device and a discharge line for separated air or gas is present and the vacuum deaerator Mixer and / or reservoir containing processing station is connected upstream.
- coating color in general terms, the application medium
- the modern curtain coating eliminates the dosage because there is no excess. That is, when curtain coating only the amounts are applied, which should ultimately remain on the substrate. Consequently, the amounts of ink that must be supplied to the curtain applicator are very low.
- the curtain coating requires a nearly complete venting of the coating color because of the Commissioned and delivered curtain is very sensitive. Gas or air contents also cause problems in the system before the actual coating.
- the applicant's company has therefore submitted proposals such that the largest possible surface area of the medium to be degassed or vented is created, which can improve the venting effect.
- the venting is carried out under the influence of a vacuum.
- DE-A1-10 2005 060 848 in which the degassing or venting is described in a vacuum deaerator.
- a vent in a cyclone breather is provided in front of the vacuum breather.
- the deaerated application medium is preferably provided for a curtain coating process.
- a solution for curtain coating in which two successively arranged vacuum deaerator are provided.
- From the DE-A1 10 2005 060 853 . is a vacuum deaerator with built-in cascades and out of the DE-A1 10 2007 000 705 , .... 706, ... 708. are built-in turntable with baffle arrangements known.
- the known per se vacuum deaerator additional work space contains.
- the otherwise necessary additional locally close to the commissioned work container - to achieve a short line path - is completely omitted according to the invention, which is why the required working volume is integrated into the here slightly enlarged vent container.
- This additional working space is achieved by dividing the total volume of the deaerator into two sections.
- the upper area serves for ventilation. In this upper area so the medium to be vented is surrounded by the gas phase.
- the lower area so the additional working space is provided for storing the vented medium and is filled by a level control in operation to the desired level completely with the application medium.
- the following commissioned work can work with this deaerated discharge medium present here.
- This room contains nearly 100% application medium. as a memory.
- the required application medium is removed via a discharge pump as required. In this case, such a regulation takes place according to which the medium to be deaerated is introduced into the upper area and is vented there. This deaerated medium then refills the lower area.
- the advantage of this solution is that the storage made here takes place under venting pressure, whereby a consistently good quality of the venting of the application medium, ie the coating color, can be achieved.
- a very useful embodiment of the coating station is obtained by, for example, known cascade-like installations with eg turntables, return plates, etc., which perform a multiple or stepwise degassing or venting are arranged in the upper region of the venting container.
- the application medium is existent only as a thin film or color droplets.
- the volume of this upper area is filled only by about 5% liquid application medium plus solids and about 95% gas phase (air and / or water vapor) in this embodiment.
- the coating station according to the invention can expediently be further developed by opening at least one supply line from the at least one application medium processing station, as well as at least one return line from the curtain application unit, directly into the at least one vacuum deaerator.
- a particular advantage is the only short return between the commissioned work and the deaerator. Under reflux, the medium content, which is kept away from the edge of the web, and is returned via a bypass line and such medium, which is released in coating pauses further from the commissioned work, collected and returned, to understand.
- an idle protection or accumulation control provided.
- This comprises a collection element, e.g. a collection container of low volume, which is followed by a control valve.
- the coating station may comprise a plurality of mixers and possibly a plurality of associated storage containers.
- each mixer and the said reservoir can be located outside the coating station, even outside the building accommodating the coating station, in the case of separate working containers no longer present according to the invention, a shortened circulation from the mixer or storage container to the ventilator is particularly significant.
- deaerator there may be at least one deaerator per medium to be applied. It is also possible to use several deaerators for only a single application medium. The latter option makes sense for very wide machines.
- Another very advantageous embodiment variant of the coating station according to the invention results from the fact that their individual units, such as vacuum deaerator, filters and measuring devices are mounted on a common frame. This makes it possible to create a very compact workstation. This leaves Add to existing paper manufacturing machines and expand them again. Overall, the maintenance, cleaning and machinery costs are much lower than before. In addition, the accessibility to the individual units is improved and also created a location near the commissioned work. If you have more than one job media, you can have more than one frame.
- the working space (lower area) of the vacuum deaerator has a working volume of about 100 to 2,000 l, preferably 200 to 1,500 l of medium.
- a filter is installed in the discharge line for the vented application medium and / or in the return line between the vacuum venting container and the commissioned work.
- a filter is installed in the discharge line for the vented application medium and / or in the return line between the vacuum venting container and the commissioned work.
- commercially available, relatively inexpensive and effective cartridge filters or rotary filters are available.
- At least one membrane degassing device is installed in the return line between the vacuum venting container and the applicator unit. This can be installed before and / or behind an existing filter.
- the curtain applicator is both a single-layer, as well as a multi-layer curtain application to a paper carton or other fibrous web is possible. Accordingly, according to the number of applied to the fibrous web application media or coating color layers, a corresponding number of vacuum vents and mixers and / or Reservoirs be provided per to be vented coating color. But this also means that a single vent tank, a single mixer and reservoir can also serve several supply chambers of the commissioned work.
- the advantage of the coating station according to the invention is that it is on the one hand very compact and still requires little space, less cleaning and device overhead, and on the other hand that when changing grades coating color losses are lower than before.
- FIG. 1 shows a compact coating station 1 for coating a running in the direction L paper, cardboard or other fibrous web 2 with a liquid to pasty application medium.
- the coating station 1 comprises a curtain applicator 4 with a curtain application head 5 arranged above the fibrous web 2 and spaced from it.
- the application head 5 has, for each application medium 3 to be applied for a multi-layer application, its own application chamber 7a to 7n, which in each case merges into a supply gap 8a-8n with a corresponding exit nozzle 9a-9n.
- the discharge nozzle (s) opens (s) on the surface 10 of the example in the form of a nozzle block (slide, ie, Gleit Hardüse trained application head 5, wherein in multi-layer order the media discharged from the outlet nozzles 9a - 9n superimposed on the surface 10 and a create multi-layered curtain.
- the draining curtain 6 then generates an application medium layer 11 corresponding to the desired number of application layers on the fibrous web 2.
- the applicator 4 or the applicator head 5 is preceded by a vacuum vent 12, which in turn is preceded by a coating medium processing station 13.
- This application medium processing station 13 comprises at least one mixer 13.1 and at least one storage container 13.2.
- the mixer 13.1 contains a strong stirrer and usually also has several feeds.
- the storage tank is used only for storage of the respective application medium and contains only a simple agitator for circulation. Mixer and reservoir can be far apart from the commissioned work spatially. Accordingly long then the connecting pipes are to be executed.
- the preparation of the application medium can be carried out continuously, which is preferably done without reservoir 13.2.
- the application medium is fed directly from the mixer 13.1 from the breather 12.
- the preparation of the application medium can also be discontinuous, which is referred to as "batchwise". For this purpose, but works with the reservoir 13.2, from which then the application medium is fed directly to the breather 12. From the FIG. 1 can be removed that the vacuum vent 12 is provided in its upper portion 16 with cascade-like fittings 17 for multiple degassing or venting of the application medium 3. These cascaded internals 17 are formed as a turntable 17a and are driven via a common motor 18 via a vertical shaft 19. In this case, a speed of about 1500 min -1 is reached.
- the application medium 3 to be deaerated is thrown from each turntable 17a or each cascade outwards to the container wall 12a, bounces there and then passes from there via oblique guides 17b down to the next turntable, whereby the application medium 3 is further vented in the same mode. This takes place until the partially degassed application medium has reached a lower region 20 of the venting container 12.
- This area 20 serves as an additional working space 21. It has a working volume of on average about 1000 l of medium (per ventilator), which is directly available for the commissioned work.
- the vacuum deaerator 12 is therefore located very close to the commissioned work 5 and also takes on its return. These very short cycles from the mixer / reservoir to the breather and the commissioned work to the breather are very beneficial.
- the almost completely deaerated application medium 3a is fed via a discharge line 22 to the applicator 5 or the curtain application head so to speak bubble-free by means of a discharge pump 23.
- a filter 24 in the example shown, i. a commercial cartridge filter installed, so that impurities in the commissioned work are almost impossible, creating a high-quality and uniformly closed trained application layer 11 is achieved on the fibrous web 2.
- the idle protection 29 includes a back-up control with a collecting element 29.1 (eg small container) and a downstream control valve 29.2 or entry pump.
- the vacuum deaerator 12 and other structural units, such as filter 24 and measuring point 26, etc., are otherwise mounted on a common frame 30, so that there is a close-spaced, easy vorzumontierende compact workstation.
- a close-spaced, easy vorzumontierende compact workstation Of advantage here are the short cycles of the medium and also the associated pipe work. For example, three media to be applied, three frames 30 could be present.
- FIG. 1 is also shown that at least one Membranentgasungsvortechnisch 34 is installed in the discharge line 22 for the deaerated application medium 3a between the vacuum vent tank 12 and the curtain coater 4.
- Said Membranentgasungsvortechnische 34 may be installed before and / or after the filter 24. In the FIG. 1 Therefore, the presence of a second Membranentgasungsvortechnisch 34 is shown in dashed lines.
- This additional degassing works, as the name implies, with a membrane module consisting of a single membrane or a plurality of membranes for the separation of gas, in particular dissolved gas from the coating medium.
- the membrane is preferably made of hydrophobic material.
- Add is that shown in the FIG. 1 an example with a single-layer order of the application medium 3 (see supply via line 22 to the middle application chamber 8 and bypass line 26 from this application chamber back into the breather 12) is shown.
- This order could also be multi-layered, for example, two-, three- or n-layered, which is why in these cases, the number of application medium chambers with feed columns and outlet nozzles and the number of breather 12, mixer 13.1 and reservoir 13.2 could be increased accordingly.
- only a single vacuum venting container 12 for the application medium 3 is shown.
- FIG. 2 a further variant of the coating station 1 is shown. It essentially corresponds to that of FIG. 1 , which is why the figures are also essentially those of FIG. 1 corresponds and a corresponding explanation is not repeated here.
- a further filter 31 incorporated, the same time as a collection container serves.
- This filter 31 may be any known filter, such as a rotary filter or a cartridge filter. But other designs are also possible.
- a control valve 32 is installed in the said line 26, which serves a controlled dosing of the application medium. It regulates the level in the filter 31 or the level in a pipeline.
- the filter 24 only acts as a so-called police filter and is of smaller design.
- a dashed line further supply line 33 is shown, which branches off from the feed line 14 in the breather 12 (solid line) and leads into the filter 31. This feed can alternatively be used to additionally guide fresh application medium or fresh coating color from the application medium preparation station 13 into the filter 31.
- the vacuum deaerator 12 is supplied with this filtered application medium via the said line 26 and the control valve 32, as stated, instead of the direct feed line by means of a continuous feed line 14.
- a coating medium for example, a microcapsules contained Strech-containing Strech-containing Strech-containing Strech-containing Strech-containing Strech-containing Strech-containing Strech-containing Strech-containing Strech-containing Strech-containing Strech-containing Strech-containing Strech-containing Strech-containing Strech-containing Strech-containing Strech-containing Strech-containing Strech-containing Strech-containing Strech-containing Strech-containing Strech-containing Strech- having a solids content of 32% and a viscosity of 240 mPas was vented. Before deaeration, the gas content in the coating color was 2-25% and after deaeration less than 0.2%.
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- Coating Apparatus (AREA)
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Abstract
Description
- Die Erfindung betrifft eine Streichstation zur Beschichtung einer laufenden Papier-, Karton- oder anderen Faserstoffbahn mit wenigstens einem flüssigen bis pastösen Auftragsmedium, umfassend einen oberhalb der Faserstoffbahn und von ihr beabstandet angeordneten Auftragskopf eines Vorhang-Auftragswerkes, der das wenigstens eine Auftragsmedium in Form eines Vorhangs an die Faserstoffbahn abgibt, wobei dem Auftragswerk ein Vakuum-Entlüfter zur Entgasung bzw. Entlüftung des wenigstens einen Auftragsmediums vorgeschaltet ist, wobei eine Abzugsleitung für entgastes Auftragsmedium, eine Vakuumerzeugungseinrichtung und eine Abzugsleitung für abgetrennte Luft bzw. Gas vorhanden ist und dem Vakuum-Entlüfter eine Mischer und/oder Vorratsbehälter enthaltende Aufbereitungsstation vorgeschaltet ist.
- Alle Streichstationen benötigen eine solche Aufbereitungsstation. Hohe Gas- bzw. Luftgehalte in den Auftragsmedien, d.h. in den Streichfarben führen meist in Verbindung mit hohen Streichmaschinengeschwindigkeiten zum gefürchteten "skip coating", d.h. zu Löchern und Kratzern im aufgebrachten Strich, was natürlich die Qualität der Auftragsschicht negativ beeinträchtigt.
Hohe Gasgehalte resultieren vor allem aus der Streichfarbenrezeptur, der Streichfarbenaufbereitung und der Kreislaufführung, der schon angesprochenen Maschinengeschwindigkeit und dem verwendeten bzw. beabsichtigten Auftragssystem und aus weiteren Einflussgrößen. - Bei konventionellen Streichverfahren, wie dem Klingen- oder Filmstrich wird Streichfarbe (allgemein gesagt das Auftragsmedium) im vielfachen Überschuss aufgebracht und anschließend mit einem Rakelelement dosiert.
Beim modernen Vorhangstreichen entfällt die Dosierung, weil es keinen Überschuss gibt. Das heißt beim Vorhangstreichen werden nur die Mengen aufgebracht, die im Endeffekt auf dem Substrat verbleiben sollen. Folglich sind die Farbmengen, die dem Vorhang-Auftragswerk zugeführt werden müssen sehr gering. Allerdings erfordert das Vorhangstreichen eine nahezu vollständige Entlüftung der Streichfarbe, weil der vom Auftragswerk erzeugte und abzugebende Vorhang sehr empfindlich ist. Auch verursachen Gas- bzw. Luft- Gehalte schon im Vorfeld vor der eigentlichen Beschichtung Probleme im System.
Vom Unternehmen der Anmelderin wurden deshalb Vorschläge unterbreitet, dergestalt, dass eine möglichst große Oberfläche an zu entgasendem bzw. zu entlüftendem Medium geschaffen wird, wodurch sich die Entlüftungswirkung verbessern lässt. Außerdem wird die Entlüftung unter Einwirkung eines Vakuums vorgenommen. Hierzu wird auf die DE- A1- 10 2005 060 848 verwiesen, in der die Entgasung bzw. Entlüftung in einem Vakuum-Entlüfter beschrieben ist. Zur Verbesserung der Entlüftungswirkung ist vor dem Vakuum-Entlüfter noch eine Entlüftung in einem Zyklon-Entlüfter vorgesehen. Das entlüftete Auftragsmedium ist vorzugsweise für ein Vorhangstreichverfahren vorgesehen.
Bei derDE- A1 103 52 807 ist ebenfalls eine Lösung für das Vorhangstreichen beschrieben, bei der zwei nacheinander angeordnete Vakuum-Entlüfter vorgesehen sind.
Aus derDE- A1 10 2005 060 853 .ist ein Vakuum-Entlüfter mit eingebauten Kaskaden und aus denDE- A1 10 2007 000 705 ,....706, ...708.sind eingebaute Drehteller mit Prallanordnungen bekannt. - Beim Vorhangstreichen ist es überdies notwendig, dass das System sauber gehalten wird. Vor allem bei einem Auftragsmediumswechsel ist eine penible, aufwändige Reinigung erforderlich. Bei den angegeben bekannten Lösungen ist der Reinigungs- und der Vorrichtungsaufwand und außerdem Mediumsverluste bei Sortenwechsel sehr hoch.
- Es ist daher Aufgabe der Erfindung eine kompakte Streichstation zur Entlüftung bzw. Entgasung anzugeben, bei der die Nachteile des Standes der Technik nicht auftreten.
- Die Aufgabe der Erfindung wird mit den Merkmalen des Vorrichtungsanspruches 1 gelöst.
- Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der an sich bekannte Vakuum-Entlüfter einen zusätzlichen Arbeitsraum (ohne Einbauten) enthält.
Der sonst notwendige zusätzliche ortsnah zum Auftragswerk angeordnete Arbeitsbehälter -um einen kurzen Leitungsweg zu erreichen- wird dabei erfindungsgemäß komplett weggelassen, weshalb das erforderliche Arbeitsvolumen in den hier etwas vergrößerten Entlüftungsbehälter integriert ist. - Die Schaffung dieses zusätzlichen Arbeitsraumes erreicht man dadurch, dass das Gesamtvolumen des Entlüfters in zwei Bereiche aufgeteilt ist.
Der obere Bereich dient der Entlüftung. In diesem oberen Bereich ist also das zu entlüftende Medium von der Gasphase umgeben.
Der untere Bereich, also der zusätzliche Arbeitsraum ist zur Speicherung des entlüfteten Mediums vorgesehen und ist durch eine Niveauregelung im Betrieb bis zur gewünschten Füllhöhe vollständig mit dem Auftragsmedium gefüllt. Mit diesem hier vorhandenen entlüfteten Austragsmedium kann das nachfolgende Auftragswerk arbeiten. Dieser Raum enthält nahezu 100% Auftragsmedium. als Speicher. Das benötigte Auftragsmedium wird über eine Austragspumpe je nach Bedarf entnommen. Es erfolgt dabei eine solche Regelung, gemäß der das entsprechend zu entlüftende Medium in den oberen Bereich eingeleitet und dort entlüftet wird. Dieses entlüftete Medium füllt anschließend den unteren Bereich wieder auf.
Der Vorteil dieser Lösung ist, dass die hier vorgenommene Speicherung unter Entlüftungsdruck erfolgt, womit sich eine konstant gute Qualität der Entlüftung des Auftragsmediums, d.h. der Streichfarbe, erreichen lässt. - Eine sehr zweckmäßige Ausbildung der Streichstation ergibt sich, indem im oberen Bereich des Entlüftungsbehälters beispielsweise bekannte kaskadenartigen Einbauten mit z.B. Drehtellern, Rücklaufblechen usw., die eine mehrfache bzw. schrittweise Entgasung bzw. Entlüftung vollziehen, angeordnet sind. Das Auftragsmedium ist dabei nur als dünner Film bzw. Farbtröpfchen existent. Das Volumen dieses oberen Bereiches wird nur von ca. 5% flüssigen Auftragsmedium plus Feststoffanteile und ca. 95% Gasphase (Luft und/oder Wasserdampf) bei dieser Ausführung ausgefüllt.
- Als Vorteile ergeben sich bei der erfindungsgemäßen Lösung mit in den Entlüfter integrierten Arbeitsraum:
- insgesamt weniger Platzbedarf
- weniger Rohrleitungs- und Behälteraufwand
- verkürzte Reinigungszeiten
- geringe Farbverluste bzw. weniger streichfarbenhaltige Abwässer
- geringe Kosten
- bessere Entlüftungswirkung, da das Auftragsmedium auch im Standby-Betrieb unter Vakuum steht.
- Die erfindungsgemäße Streichstation lässt sich zweckmäßig weiter ausbilden, indem sowohl mindestens eine Zufuhrleitung von der mindestens einen Auftragsmediums-Aufbereitungsstation aus, als auch mindestens eine Rücklaufleitung vom Vorhang-Auftragswerk aus, jeweils direkt in den mindestens einen Vakuum-Entlüfter münden.
- Wenn hier von "direktem" Kreislauf gesprochen wird, so bedeutet das, dass dennoch Filter, Messstellen, wie Gasgehaltsmessgeräte, Ventile, Pumpen, Pulsationsdämpfer, sonstige Rohrbögen usw. in diesen Kreislauf eingebunden sein können.
Der beim Stand der Technik vorhandene zusätzliche Arbeitsbehälter (der dort ortsnah zum Auftragswerk angeordnet ist und der bisher auch den Rücklauf vom Entlüfter aufnahm) ist wie gesagt komplett weggelassen. - Als besonderer Vorteil ist der nur kurze Rücklauf zwischen Auftragswerk und dem Entlüfter anzusehen. Unter Rücklauf ist der Mediumsanteil, der vom Bahnrand ferngehalten wird, sowie über eine Bypassleitung rückgeführt wird und solches Medium, welches in Beschichtungspausen weiter vom Auftragswerk abgegeben, aufgefangen und rückgeführt wird, zu verstehen.
- Der kurze Rücklauf erlaubt damit, dass das rückgeführte Auftragsmedium sehr schnell entgast bzw. entlüftet werden kann, bevor es wieder zu einer Durchmischung kommt.
- Weitere Vorteile sind:
- weniger Auftragsmedium (z.B. Streichfarbe) im System,
- schnelle Auftragsmediums- Wechselzeiten bei Sortenwechsel möglich,
- weniger Mediumsverluste treten auf,
- schnellerer Start des Auftragsvorganges ist möglich,
- geringer Reinigung- und Vorrichtungs- (Maschinen-) Aufwand.
- Um einen Lufteintrag vermeiden zu können, ist in die Rücklaufleitung, d.h. bevor das rückgeführte Medium wieder dem Vakuum-Entlüfter zugeführt, eine Leerlaufabsicherung bzw. Aufstauregelung vorgesehen. Diese umfasst ein Sammelelement, z.B. einen Sammelbehälter von geringem Volumen, dem ein Regelventil nachgeschaltet ist.
- Im Übrigen kann bei mehreren aufzutragenden Auftragsmedien bzw. Streichfarben, beispielsweise zur Erzeugung von Doppelschichten mittels Mehrschicht-Vorhangsauftragswerk, die Streichstation mehrere Mischer und evtl. mehrere zugehörige Vorratsbehälter umfassen.
- Da jeder Mischer und der besagte Vorratsbehälter sich außerhalb der Streichstation, sogar außerhalb des die Streichstation beherbergenden Gebäudes befinden kann, ist bei erfindungsgemäß nicht mehr vorhandenem separatem Arbeitsbehälter ein damit verkürzter Kreislauf vom Mischer bzw. Vorratsbehälter zum Entlüfter besonders bedeutsam.
- Es kann mindestens ein Entlüfter pro aufzutragendem Medium vorhanden sein. Ebenso ist es möglich, mehrere Entlüfter für nur ein einziges Auftragsmedium zu verwenden. Die letztgenannte Möglichkeit ist bei sehr breiten Maschinen sinnvoll.
- Eine weitere sehr vorteilhafte Ausgestaltungsvariante der erfindungsgemäßen Streichstation ergibt sich dadurch, wenn deren einzelnen Baueinheiten, wie Vakuum-Entlüfter, Filter und Messeinrichtungen auf einem gemeinsamen Rahmen montiert sind. Damit lässt sich nämlich eine sehr kompakte Arbeitsstation schaffen. Diese lässt sich auch in bestehende Papier-Herstellungsmaschinen nachträglich ein- und auch wieder ausbauen. Der Wartungs-, Reinigungs- und Maschinenaufwand ist insgesamt wesentlich geringer als bisher. Außerdem ist damit die Zugänglichkeit zu den einzelnen Baueinheiten verbessert und auch eine ortsnahe Anordnung zum Auftragswerk geschaffen.
Bei mehreren Auftragsmedien können auch mehrere Rahmen vorhanden sein. - Hinsichtlich der Verweilzeit und der Entlüftungswirkung ist es vorteilhaft, wenn der Arbeitsraum (unterer Bereich) des Vakuum-Entlüfters ein Arbeitsvolumen von ca. 100 bis 2000 I, vorzugsweise 200 bis 1500 I Medium aufweist.
- Vorteilhaft ist es auch, wenn in die Abzugsleitung für das entlüftete Auftragsmedium und /oder in die Rücklaufleitung zwischen dem Vakuum-Entlüftungsbehälter und dem Auftragswerk ein Filter eingebaut ist.
Dafür bieten sich beispielsweise handelsübliche, relativ preisgünstige und wirksame Patronenfilter oder Rotationsfilter an. - Um eine noch weitergehende Entlüftung erreichen zu können, ist es oftmals von Vorteil, wenn in die Rücklaufleitung zwischen dem Vakuum-Entlüftungsbehälter und dem Auftragswerk wenigstens eine Membranentgasungsvorrichtung eingebaut ist. Diese kann vor und/ oder hinter einem vorhandenen Filter eingebaut sein.
- Sinnvoll ist auch der Einbau von Durchfluss- und Luftgehaltsmessgeräten nach dem Vakuum-Entlüftungsbehälter. Zweckmäßig sind solche, die auf Sonarbasis arbeiten. Zum Beispiel sind derartige Geräte unter dem Namen "Sonartrac" auf dem Markt erhältlich.
- Erwähnt soll sein, dass mit dem Vorhang-Auftragswerk sowohl ein einschichtiger, als auch ein mehrschichtiger Vorhangauftrag auf eine Papier- Karton oder andere Faserstoffbahn möglich ist. Demzufolge kann entsprechend der Anzahl an auf die Faserstoffbahn aufzubringenden Auftragsmedien bzw. Streichfarbenschichten eine entsprechend Anzahl an Vakuum-Entlüftern sowie Mischern und/oder Vorratsbehältern pro zu entlüftender Streichfarbe vorgesehen sein. Das bedeutet aber auch, dass ein einziger Entlüftungsbehälter, ein einziger Mischer und Vorratsbehälter auch mehrere Zufuhrkammern des Auftragswerkes bedienen kann.
- Der Vorteil der erfindungsgemäßen Streichstation besteht darin, dass sie zum einen sehr kompakt ist und dennoch wenig Platz, weniger Reinigungs- und Vorrichtungsaufwand erfordert und zum anderen, dass bei Sortenwechsel Streichfarbenverluste geringer als bisher sind.
- Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert.
Es zeigen in schematischer Darstellung: -
Figur 1 : eine erste Variante einer kompakten Streichstation -
Figur 2 : eine zweite Variante einer kompakten Streichstation -
Figur 1 zeigt eine kompakte Streichstation 1 zur Beschichtung einer in Richtung L laufenden Papier-, Karton- oder anderen Faserstoffbahn 2 mit einem flüssigen bis pastösen Auftragsmedium 3.
Die Streichstation 1 umfasst ein Vorhang-Auftragswerk 4 mit einem oberhalb der Faserstoffbahn 2 und von ihr beabstandet angeordneten Vorhangs-Auftragskopf 5. Der Auftragskopf 5, der das Auftragsmedium (d.h. eine Streichfarbe) 3 in Form eines Vorhangs 6 an die Faserstoffbahn 2 abgibt, ist maschinenbreit ausgeführt.
Der Auftragskopf 5 weist für jedes aufzubringende Auftragsmedium 3 für einen Mehrschichtauftrag eine eigene Auftragskammer 7a bis 7n auf, die jeweils in einen Zufuhrspalt 8a-8n mit entsprechender Austrittsdüse 9a- 9n übergeht. Die Austrittsdüse(n) mündet(n) an der Oberfläche 10 des im Beispiel als Düsenblock (slide die, d.h. Gleitschichtdüse) ausgebildeten Auftragskopfes 5, wobei sich bei Mehrschichtauftrag die von den Austrittsdüsen 9a - 9n abgegebenen Medien auf der Oberfläche 10 übereinander legen und einen mehrschichtigen Vorhang erzeugen. Der ablaufende Vorhang 6 erzeugt danach jeweils eine Auftragsmediumsschicht 11 entsprechend der gewünschten Anzahl an Auftragsschichten auf der Faserstoffbahn 2. - Dem Auftragswerk 4 bzw. dem Auftragskopf 5 ist ein Vakuum-Entlüfter 12 vorgeschaltet, dem wiederum eine Auftragsmediums-Aufbereitungsstation 13 vorgeschaltet ist. Diese Auftragsmediums- Aufbereitungsstation 13 umfasst wenigstens einen Mischer 13.1 und wenigstens einen Vorratsbehälter 13.2. Der Mischer 13.1 enthält ein starkes Rührwerk und besitzt in der Regel auch mehrere Zuläufe. Der Vorratsbehälter dient nur der Lagerung des jeweiligen Auftragsmediums und enthält nur ein einfaches Rührwerk zur Umwälzung. Mischer und Vorratsbehälter können gegenüber dem Auftragswerk räumlich weit auseinander liegen. Entsprechend lang sind dann die verbindenden Rohrleitungen auszuführen.
- Mit diesem in der Station 13 aufbereitetem Medium 3 wird der Entlüftungsbehälter 12 über einen Zufuhrstrang 14 und eine Pumpe 15 auf direktem Wege befüllt.
- Die Aufbereitung des Auftragsmediums kann kontinuierlich erfolgen, wozu man vorzugsweise ohne Vorratsbehälter 13.2 auskommt. Das Auftragsmedium wird dabei direkt vom Mischer 13.1 aus dem Entlüfter 12 zugeführt.
- Die Aufbereitung des Auftragsmediums kann aber auch diskontinuierlich erfolgen, was als "batchweise" bezeichnet wird. Hierzu arbeitet man aber mit dem Vorratsbehälter 13.2, aus dem dann das Auftragsmedium direkt dem Entlüfter 12 zugeführt wird.
Aus derFigur 1 ist entnehmbar, dass der Vakuum-Entlüfter 12 in seinem oberen Bereich 16 mit kaskadenartigen Einbauten 17 zur mehrfachen Entgasung bzw. Entlüftung des Auftragsmediums 3 versehen ist. Diese kaskadenartigen Einbauten 17 sind als Drehteller 17a ausgebildet und werden über einen gemeinsamen Motor 18 über eine Vertikalwelle 19 angetrieben. Dabei wird eine Drehzahl von ca. 1500 min-1 erreicht. Infolge der schnellen Rotation wird das zu entlüftende Auftragsmedium 3 von jedem Drehteller 17a bzw. jeder Kaskade aus nach außen hin an die Behälterwand 12a geschleudert, prallt dort auf und gelangt danach von da aus über schräge Führungen 17b nach unten zum nächsten Drehteller, wodurch das Auftragsmedium 3 im selben Modus weiter entlüftet wird. Das erfolgt solange, bis das teilentgaste Auftragsmedium einen unteren Bereich 20 des Entlüftungsbehälters 12 erreicht hat. - Dieser Bereich 20 dient als zusätzlicher Arbeitsraum 21. Er weist ein Arbeitsvolumen von durchschnittlich ca. 1000l Medium (pro Entlüfter) auf, was unmittelbar für das Auftragswerk zur Verfügung steht. Der Vakuum-Entlüfter 12 ist deshalb sehr ortsnah zum Auftragswerk 5 angeordnet und nimmt auch dessen Rücklauf auf. Diese sehr kurzen Kreisläufe vom Mischer/Vorratsbehälter zum Entlüfter sowie vom Auftragswerk zum Entlüfter sind dabei sehr vorteilhaft.
- Das nahezu vollständig entlüftete Auftragsmedium 3a wird über eine Abzugsleitung 22 dem Auftragswerk 5 bzw. dem Vorhang-Auftragskopf sozusagen blasenfrei mittels einer Austragspumpe 23 zugeführt.
- Zwischen dem Vakuum-Entlüfter 12 und dem Auftragskopf 5 ist im gezeigten Beispiel noch ein Filter 24, d.h. ein handelsüblicher Patronenfilter, eingebaut, so dass auch Verunreinigungen im Auftragswerk nahezu ausgeschlossen sind, wodurch eine qualitativ hochwertige und gleichmäßig geschlossen ausgebildete Auftragsschicht 11 auf der Faserstoffbahn 2 erreicht wird.
- Zu erwähnen ist, dass im gezeigten Beispiel in die Abzugsleitung 22 unmittelbar nach dem Vakuum- Entlüfter 12 und noch vor dem Filter 24 eine Luftgehaltsmesseinrichtung 25 eingebaut ist.
Außerdem sind am Kopf des Entlüfters 12 eine Vakuumerzeugungseinrichtung 27 und eine Abzugsleitung 28 für abgetrennte Luft bzw. Gas sowie eine Leerlaufabsicherung 29 in eine vom Auftragswerk 4 ausgehende und in den Kopf des Vakuum-Entlüfters 12 mündende Rücklaufleitung 26 vorhanden. Die Leerlaufabsicherung 29 umfasst eine Aufstauregelung mit einem Sammelelement 29.1 (z.B. kleiner Behälter) und einem nachgeordneten Regelventil 29.2 oder Eintragspumpe. - Der Vakuum-Entlüfter 12 und weitere Baueinheiten, wie Filter 24 und Messstelle 26 usw. sind im Übrigen auf einem gemeinsamen Rahmen 30 montiert, so dass sich eine eng beieinander liegende, einfach vorzumontierende Kompaktarbeitsstation ergibt. Von Vorteil sind auch hierbei die kurzen Kreisläufe des Mediums und auch der damit verbunden Rohrleitungsaufwand.
Bei z.B. drei aufzutragenden Medien könnten auch drei Rahmen 30 vorhanden sein. - In
Figur 1 ist auch dargestellt, dass in die Abzugsleitung 22 für das entlüftete Auftragsmedium 3a zwischen dem Vakuum-Entlüftungsbehälter 12 und dem Vorhang-Auftragswerk 4 wenigstens eine Membranentgasungsvorrichtung 34 eingebaut ist. - Die besagte Membranentgasungsvorrichtung 34 kann vor und / oder nach dem Filter 24 eingebaut sein. In der
Figur 1 ist deshalb das Vorhandensein einer zweiten Membranentgasungsvorrichtung 34 gestrichelt dargestellt. Diese zusätzliche Entgasungsvorrichtung arbeitet, wie der Name schon sagt, mit einem Membranmodul bestehend aus einer einzelnen Membran oder einer Vielzahl Membranen zur Abtrennung von Gas, insbesondere gelöstem Gas aus dem Streichmedium. Die Membran besteht vorzugsweise aus hydrophobem Material. - Nachzutragen ist, dass in der gezeigten
Figur 1 ein Beispiel mit einschichtigem Auftrag des Auftragsmediums 3 (siehe Zufuhr über Leitung 22 zur mittleren Auftragskammer 8 und Bypassleitung 26 aus dieser Auftragskammer zurück in den Entlüfter 12) dargestellt ist. Dieser Auftrag könnte aber auch mehrschichtig, beispielsweise zwei-, drei- oder n-schichtig sein, weshalb in diesen Fällen die Anzahl der Auftragsmediumskammern mit Zufuhrspalten und Austrittsdüsen und auch die Anzahl der Entlüfter 12, Mischer 13.1 und Vorratsbehälter 13.2 entsprechend vermehrt sein könnte.
Dargestellt ist rein beispielhaft nur ein einziger Vakuum-Entlüftungsbehälter 12 für das Auftragsmedium 3. - In
Figur 2 ist eine weitere Variante der Streichstation 1 dargestellt. Sie entspricht im Wesentlichen jener vonFigur 1 , weshalb die Bezifferung ebenfalls im Wesentlichen der vonFigur 1 entspricht und eine entsprechende Erläuterung hier nicht wiederholt wird. Lediglich ist in die Rücklaufleitung 26, ausgehend vom Auftragswerk 4 zum Entlüfter 12 ein weiterer Filter 31 eingebunden, der zugleich als Sammelbehälter dient. Dieser Filter 31 kann ein beliebiger, bekannter Filter, wie z.B. ein Rotationsfilter oder ein Patronenfilter sein. Aber auch andere Bauformen kommen infrage. - Vor dem Entlüfter 12 ist in die besagte Leitung 26 ein Regelventil 32 eingebaut, welches einem kontrollierten Dosieren des Auftragsmediums dient. Es regelt den Füllstand im Filter 31 oder den Füllstand in einer Rohrleitung.
Der Filter 24 hingegen fungiert nur als sogenannter Polizeifilter und ist von kleinerer Bauart.
InFigur 2 ist außerdem eine gestrichelt gezeichnete weitere Zuleitung 33 eingezeichnet, die vom Zufuhrstrang 14 in den Entlüfter 12 (durchgezogene Linie) abzweigt und in den Filter 31 führt. Diese Zuführung ist alternativ anwendbar, um zusätzlich noch frisches Auftragsmedium bzw. frische Streichfarbe aus der Auftragsmediums-Aufbereitungsstation 13 in den Filter 31 zu leiten. Nach der Filterung wird der Vakuum-Entlüfter 12 mit diesem gefilterten Auftragsmedium über die besagte Leitung 26 und das Regelventil 32 wie gesagt, anstelle der direkten Zuleitung mittels durchgezogener Zuleitung 14, versorgt. - Nicht eingezeichnet, aber optional anwendbar ist die Einbindung eines Wärmetauschermoduls und temperierbarer Rohrleitungen an wenigstens einer Stelle im System.
- Versuche wurden mit der erfindungsgemäßen Streichstation, wobei als Auftragsmedium z.B. eine Mikrokapseln enthaltene Strechfarbe mit einem Feststoffgehalt von 32% und einer Viskosität von 240 mPas entlüftet wurde. Vor der Entlüftung betrug der Gasgehalt in der Streichfarbe 2-25% und nach der Entlüftung weniger als 0,2%.
-
- 1
- Streichstation
- 2
- Faserstoffbahn
- 3
- Auftragsmedium
- 4
- Vorhang-Auftragswerk
- 5
- Vorhang-Auftragskopf
- 6
- Vorhang
- 7a- 7n
- Auftragskammer
- 8a- 8n
- Zufuhrspalt
- 9a- 9n
- Austrittsdüse
- 10
- Oberfläche
- 11
- Auftragsmediumsschicht
- 12
- Vakuum-Entlüfter
- 12a
- Behälterinnenwand
- 13
- Auftragsmediums-Aufbereitungsstation
- 13.1
- Mischer
- 13.2
- Vorratsbehälter
- 14
- Zufuhrstrang
- 15
- Pumpe
- 16
- oberer Bereich
- 17
- kaskadenartige Einbauten
- 17a
- Drehteller
- 17b
- schräge Führungen
- 18
- Motor
- 19
- Vertikalwelle
- 20
- unterer Bereich
- 21
- zusätzlicher Arbeitsraum
- 22
- Abzugsleitung
- 23
- Austragspumpe
- 24
- Filter
- 25
- Messeinrichtung
- 26
- Bypassleitung
- 27
- Vakuumerzeugungseinrichtung
- 28
- Abzugsleitung für abgetrennte Luft bzw. Gas
- 29
- Leerlaufabsicherung
- 29.1
- Sammelelement
- 29.2
- Regelventil
- 30
- Rahmen
- 31
- Filter
- 32
- Regelventil
- 33
- Zuleitung
- 34
- Membranentgasungsvorrichtung
- L
- Laufrichtung
Claims (15)
- Streichstation (1) zur Beschichtung einer laufenden Papier-, Karton- oder anderen Faserstoffbahn (2) mit wenigstens einem flüssigen bis pastösen Auftragsmedium (3), umfassend einen oberhalb der Faserstoffbahn (2) und von ihr beabstandet angeordneten Auftragskopf (5) eines Vorhang-Auftragswerkes (4), der das wenigstens eine Auftragsmedium (3) in Form eines Vorhangs (6) an die Faserstoffbahn (2) abgibt, wobei dem Auftragswerk (4) ein Vakuum-Entlüfter (12) zur Entgasung bzw. Entlüftung des wenigstens einen Auftragsmediums (3) vorgeschaltet ist, wobei der Vakuum-Entlüfter (12) eine Abzugsleitung (22) für entgastes Auftragsmedium (2a), eine Vakuumerzeugungseinrichtung (27) und eine Abzugsleitung (28) für abgetrennte Luft bzw. Gas aufweist und dem Vakuum-Entlüfter (12) eine Mischer (13.1) und/oder Vorratsbehälter (13.2) enthaltende Auftragsmediums-Aufbereitungsstation (13) vorgeschaltet ist,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Vakuum-Entlüfter (12) einen zusätzlichen Arbeitsraum (21) enthält, dergestalt, dass der Vakuum-Entlüfter (12) in zwei Bereiche seines Gesamtvolumens aufgeteilt ist, wobei der obere Bereich (16) der Entlüftung des Auftragsmediums (3) dient und der untere Bereich (20) den zusätzlichen Arbeitsraum (21) zur Speicherung des entlüfteten Auftragsmediums (3a) bildet. - Streichstation (1) nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
der obere Bereich (16) des Vakuum-Entlüfters (12) mit kaskadenartigen Einbauten (17) zur Entgasung bzw. Entlüftung versehen ist. - Streichstation (1) nach Anspruch,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Abzugsleitung (22) für entgastes Auftragsmedium (3a) vom unteren Bereich (20) des Vakuum-Entlüfters (12) abzweigt und die Vakuumerzeugungseinrichtung (27) über eine Abzugsleitung (28) für abgetrennte Luft bzw. Gas mit dem oberen Bereich (16) des Vakuum-Entlüfters (12) verbunden ist, wobei sowohl mindestens eine Zufuhrleitung (14) von der mindestens einen Auftragsmediums- Aufbereitungsstation (13) aus, als auch mindestens eine Rücklaufleitung (26) vom Vorhang-Auftragswerk (4) aus, jeweils direkt in den oberen Bereich (16) des Vakuum-Entlüfters (12) münden. - Streichstation (1) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
der zusätzliche Arbeitsraum (21) ein Arbeitsvolumen für das Auftragsmedium von ca. 100 bis 2000 I, vorzugsweise 200 bis 1000l aufweist. - Streichstation (1) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
in die Abzugsleitung (22) für das entlüftete Auftragsmedium (3a) zwischen dem Vakuum-Entlüftungsbehälter (12) und dem Vorhang-Auftragswerk (4) ein Filter (24) eingebaut ist. - Streichstation (1) nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, dass
in die Abzugsleitung (22) für das entlüftete Auftragsmedium (3a) zwischen dem Vakuum-Entlüftungsbehälter (12) und dem Vorhang-Auftragswerk (4) wenigstens eine Membranentgasungsvorrichtung (34) eingebaut ist. - Streichstation (1) nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, dass
wenigstens eine Membranentgasungsvorrichtung (34) vor und oder nach dem Filter (24) eingebaut ist. - Streichstation (1) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
in die Abzugsleitung (22) zwischen dem Vakuum-Entlüfter (12) und dem Auftragswerk (4) eine Messeinrichtung (25), insbesondere zur Gas- bzw.
Luftgehaltsmessung eingebaut ist. - Streichstation (1) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
in mindestens eine der Rücklaufleitungen (26) ausgehend vom Auftragswerk (4) und mündend in den Vakuum-Entlüfter (12) ein Filter (31) eingebaut ist. - Streichstation (1) nach Anspruch 7 und/oder 9,
dadurch gekennzeichnet, dass
als Filter (24, 31) ein handelsüblicher Patronenfilter oder Rotationsfilter vorgesehen ist. - Streichstation (1) nach Anspruch 9 oder 10,
dadurch gekennzeichnet, dass
in den Filter (31) eine Zuleitung (33) für frisches Auftragsmedium aus der Mischer (13.1) und/oder Vorratsbehälter (13.2) enthaltenden Aufbereitungsstation (13) mündet, und dass das im Filter (31) gefilterte Auftragsmedium über die Leitung (26) und mittels Ventil (32) in den Vakuum-Entlüfter (12) einleitbar ist. - Streichstation (1) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
frisches Auftragsmedium aus der Mischer (13.1) und/oder Vorratsbehälter (13.2) enthaltenden Aufbereitungsstation (13) nur über die Leitung (14) in den Vakuum-Entlüfter (12) einleitbar ist. - Streichstation (1) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
in die Rücklauf-(Bypass-)Leitung (26) eine Leerlaufabsicherung (29), umfassend ein Sammelelement (29.1) und ein Regelventil (29.2) eingebaut ist. - Streichstation (1) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
mindestens ein Vakuum Entlüfter (12) pro zu entlüftendem Auftragsmedium (3) vorgesehen ist - Streichstation (1) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
der bzw. die Vakuum-Entlüfter (12) sowie Filter (24) und Messeinrichtungen (25) auf einem gemeinsamen Rahmen (30) montiert sind.
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