EP2981647A1 - Filmpresse - Google Patents

Filmpresse

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EP2981647A1
EP2981647A1 EP14713094.2A EP14713094A EP2981647A1 EP 2981647 A1 EP2981647 A1 EP 2981647A1 EP 14713094 A EP14713094 A EP 14713094A EP 2981647 A1 EP2981647 A1 EP 2981647A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
nip
film
applicator roll
fibrous web
coating medium
Prior art date
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Granted
Application number
EP14713094.2A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP2981647B1 (de
Inventor
Matthias Schmitt
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 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.)
Filing date
Publication date
Application filed by Voith Patent GmbH filed Critical Voith Patent GmbH
Publication of EP2981647A1 publication Critical patent/EP2981647A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP2981647B1 publication Critical patent/EP2981647B1/de
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Anticipated expiration legal-status Critical

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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
    • D21H23/52—Addition to the formed paper by contacting paper with a device carrying the material
    • D21H23/56—Rolls
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D1/00—Processes for applying liquids or other fluent materials
    • B05D1/28—Processes for applying liquids or other fluent materials performed by transfer from the surfaces of elements carrying the liquid or other fluent material, e.g. brushes, pads, rollers
    • 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
    • B05C1/00—Apparatus in which liquid or other fluent material is applied to the surface of the work by contact with a member carrying the liquid or other fluent material, e.g. a porous member loaded with a liquid to be applied as a coating
    • B05C1/04—Apparatus in which liquid or other fluent material is applied to the surface of the work by contact with a member carrying the liquid or other fluent material, e.g. a porous member loaded with a liquid to be applied as a coating for applying liquid or other fluent material to work of indefinite length
    • B05C1/08—Apparatus in which liquid or other fluent material is applied to the surface of the work by contact with a member carrying the liquid or other fluent material, e.g. a porous member loaded with a liquid to be applied as a coating for applying liquid or other fluent material to work of indefinite length using a roller or other rotating member which contacts the work along a generating line
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D3/00—Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials
    • B05D3/002—Pretreatement
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
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    • D21H19/36—Coatings with pigments
    • D—TEXTILES; PAPER
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    • 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
    • D21H23/52—Addition to the formed paper by contacting paper with a device carrying the material
    • D21H23/56—Rolls
    • D21H23/58—Details thereof, e.g. surface characteristics, peripheral speed
    • 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
    • D21H23/78—Controlling or regulating not limited to any particular process or apparatus

Definitions

  • the invention relates to a film applicator for one or two-sided application of a liquid or pasty coating medium on a fibrous web, in particular paper or board web according to the preamble of patent claim 1 and a method according to the preamble of claim 13.
  • the object is achieved by a film applicator with the features of claim 1 and the method with the features of claims 13 and 17th
  • the solution according to the invention is characterized by its simplicity, as for example in a film applicator for only one-sided application of coating medium on a fibrous web hit only reliably by the embedded in elastic relation of the applicator roll sensors sensors on the pressure distribution in both relevant for the reliable coating nips can be.
  • coating not only the application of coating color on the fibrous web, but any job of a pigment-containing Mixture and / or a mixture for sizing, such as, for example, starchy mixture, to be understood on the fibrous web.
  • an evaluation unit communicating with the pressure sensors and a display unit communicating with the evaluation unit are provided, wherein the signals coming from the pressure sensors are transmitted to the evaluation unit and further processed in the evaluation unit such that they are used as the pressure profile of the first and the first second nips can be visually displayed by means of the display unit.
  • the pressure profiles of the first and the second nips it is conceivable, in particular, for the pressure profiles of the first and the second nips to be displayed on one side of the display device, for example in the same graph.
  • pressure profile (s) Due to the visual representation of the pressure signals as pressure profile (s) it is possible for a machine operator to monitor at a glance both the film formation on the applicator roll and the transfer of the film from the applicator roll to the fibrous web and to intervene in case of deviations from the desired value.
  • the evaluation unit communicates with an acoustic signal generator which, when the pressure values in the first and / or second nip deviate, emits an acoustic signal characteristic of the respective nip in order to inform the machine operator about possible problems in the application process.
  • an acoustic signal generator which, when the pressure values in the first and / or second nip deviate, emits an acoustic signal characteristic of the respective nip in order to inform the machine operator about possible problems in the application process.
  • the acoustic signals of the different nips may have different pitches. So then the machine operator can decide which signal an immediate intervention is required and not, depending on which nip for the result in the concrete production process is particularly critical.
  • both rolls of the roll pair are applicator rolls, so that the fibrous web is simultaneously coated on both sides with the coating medium by the thus executed film applicator.
  • each of the two applicator rollers for the respective provision of a film of the coating medium is assigned in each case an application device and a doctor blade element forming a second nip with the respective applicator roll such that the coating medium present in the form of a film on the one applicator roll of the one applicator roll in the second nip one side of the fibrous web is transferred while the coating medium present on the other applicator roll in the form of a film is transferred from the other applicator roll in the second nip to the other side of the fibrous web.
  • pressure sensors communicating with the evaluation unit are preferably embedded in the elastic relationship between the two applicator rollers, which are arranged side by side in the cross-machine direction, by means of which the pressure profile of at least one second nip, in particular of the second nip, and of the first nip, which adjusts itself in the cross-machine direction, is determined.
  • composition of the coating medium applied to one side of the fibrous web need not necessarily be the same as the composition of the coating medium applied to the other side of the fibrous web.
  • a further preferred embodiment of the invention provides that at least one of the applicator rollers, in particular both applicator rollers in the case of coating on both sides, has a signal transmitter communicating with the evaluation unit or have, which outputs signals characteristic of the rotational position of the applicator roll to the evaluation unit. From this, the evaluation unit can ascertain, in particular, an association of the signals of the pressure sensors during the passage of the pressure sensor (s) through the first and the second nips.
  • the film applicator is operated such that a smaller line force is measured by the pressure sensors in the second nip than in the first nip.
  • the line force measured in the second nip is at least a factor of 10, in particular at least a factor of 15 smaller than the line force measured in the first nip.
  • the pressure sensors used are in this case designed in particular such that a line force in the range of 0.01 kN / m to 10 kN / m and in the first nip a line force in the range of 50 kN / m to 200 kN / m can be determined by these in the second nip.
  • the line force measured by means of the pressure sensors in the second nip can be between 0.5 kN / m and 5 kN / m. If the doctor element is designed, for example, as a doctor bar, the force measured by the pressure sensors in the second nip can be between 0.01 kN / m and 1 kN / m.
  • the pressure sensors are fiber optic sensors, in particular Bragg grating sensors.
  • Fiber-optic pressure sensors are particularly -bspw. compared to Piezosensoren- by their small dimensions and their very high signal sensitivity. With fiber optic sensors, therefore, extremely small line forces can be measured. Fiber-optic sensors are also characterized by an extremely wide range in signal sensitivity, so that with these both very small and very high line forces can be measured.
  • the one and / or other applicator roll has a roll core, the lateral surface of which is surrounded by the reference, wherein the reference a can be brought into contact with the coating medium functional layer and viewed in the radial direction of the reference between the functional layer and the roll core arranged connecting layer, wherein the pressure sensors are arranged in the connecting layer or in the boundary region between the functional layer and the connecting layer.
  • the bonding layer is harder than the functional layer, in particular by a factor of 10 to 100 harder than the functional layer.
  • Interface 1 Interface 1. Within 1. Interface 1. Within 1.
  • all pressure sensors of at least one application roller are arranged along a straight line, wherein the straight line extends in particular parallel to the axis of rotation of the roller.
  • the pressure sensors are each arranged along a straight line, in particular along a straight line parallel to the axis of rotation of the respective roller.
  • the doctor element is, for example, designed as a doctor bar or as a doctor blade, so that the doctor bar or the doctor blade together with the lateral surface of the applicator roll forms the second nip.
  • a method for applying a liquid or pasty coating medium on at least one side of a moving fibrous web, in particular paper or board web, in which the coating medium on an applicator roll in front of a second nip formed by the applicator roll and a doctor element applied in excess and again partially removed to form a film of the coating medium on the applicator roll by the doctor element in the second nip and in which the film is subsequently transferred in a first nip of the applicator roll on a coming into contact with the side of the fibrous web.
  • the method according to the invention is characterized in that the pressure profile which is established in the cross-machine direction in the first nip and in the second nip is determined by means of pressure sensors embedded in relation to the applicator roll.
  • the pressure profile in the first and second nip is preferably determined by means of pressure sensors embedded in relation to the applicator roll and arranged side by side in the cross-machine direction, which communicate with an evaluation unit.
  • the fibrous web is simultaneously coated on both sides with the coating medium by means of two provided by a pair of rollers and between the first nip forming rollers, wherein the coating medium on the respective applicator roll in front of a respective applicator roll and one of these associated doctor element second Nip applied in excess and for the formation of a film of the coating medium on the respective applicator roll by the respectively associated doctor element in the respective second nip again partially removed and the film subsequently in the first nip of the respective applicator roll on the respective coming into contact with one side of the Fibrous web is transmitted, wherein in the respective first nip and in the second nip in the cross-machine direction adjusting pressure profile embedded in the reference of the respective applicator roll pressure sensor oren is determined.
  • the pressure profile is determined before and / or during the application of the coating medium to the fibrous web.
  • the amount of coating can be precisely adjusted in advance without the production of rejects.
  • the rejection rate is significantly reduced, especially in the case of film applicators working online, ie integrated into the production line of the paper or board machine, since the paper or board machine can go into production directly after start-up without any paper or board web, for example must be driven to the exact setting of the order amount in the pulper.
  • a method is proposed for producing a coated fibrous web, in particular paper, board or tissue web, with the following steps:
  • At least one application of a coating medium takes place on-line in the machine and the production of the fibrous web takes place at a machine speed of 1200 meters / minute or more, in particular at a machine speed of 1500 meters / minute or more.
  • the fibrous web is a printable fibrous web and the at least one application is applied to one in which a pigment-containing coating medium is applied to the fibrous web.
  • FIG. 1 shows a film applicator according to the invention in cross-section
  • Figure 2 signals from a sensor when passing through the first and the second nip
  • FIG. 1 shows an inventive film applicator 1 for applying a pasty or fluid coating medium 8 on a moving fibrous web 2, in particular paper or board web in cross section.
  • the film applicator 1 shown in FIG. 1 has a first nip 3 through which the fibrous web 2 is guided and at the same time is coated on both sides with the coating medium during the passage.
  • the first nip 3 is formed by two juxtaposed rollers 4, 5.
  • both rollers 4, 5 of the roller pair are application rollers, so that the fibrous web 2 is simultaneously coated on both sides 6, 7 with a coating medium 8 by the thus executed film applicator.
  • each of the two applicator rollers 4, 5 for respectively providing the coating medium in the form of a film 9, 9 ' is an applicator 10, 10 ' and a second nip 1 with the respective applicator roller 4, 5 1, 1 'forming doctor blade element 12, 12 ' in such a way that the coating medium 8 present in the form of a film 9 on one application roller 4 is transferred from the one application roller 4 in the second nip 3 to the one side 6 of the fibrous web 2, while the is transferred to the other application roller 5 in the form of a film 9 ' present coating medium 8 of the other applicator roll 5 in the second nip 3 on the other side 7 of the fibrous web 2.
  • a double-sided coated fibrous web 2 leaves the first nip 3.
  • an application roller 10, 10 ' associated with an applicator roller 4, 5 and the doctor element 12, 12 ' are arranged on a common support beam 13, 13 ' . Furthermore, in the present case, each of the doctor elements 12, 12 'is designed as a doctor bar.
  • a plurality of pressure sensors 14, 14 ' arranged side by side in the cross-machine direction are embedded in the elastic covering (each of which only one pressure sensor 14, 14 ' can be seen in FIG. 1), by means of which the pressure profile in the cross-machine direction in the first nip 3 and in the two second nips 1 1, 1 1 ' can be determined.
  • the pressure sensors 14, 14 ' are designed as fiber-optic sensors, in particular Bragg grating sensors.
  • the pressure sensors 14, 14 ' it would be but also possible to form the pressure sensors 14, 14 ' as piezoelectric sensors.
  • the line force measured by the pressure sensors 14, 14 ' in the second nips 11, 11 is the line force measured in the first nip 3, wherein the pressure sensors 14, 14 ' in the second nip 1 1 1, 1 1 ' a line force in the range of 5kN / m to 50kN / m and in the first nip a line force in the range of 60kN / m to 200kN / m is determined.
  • Each of the applicator rollers 4, 5 has a roller core 20, 20 ' , the lateral surface of which is surrounded by the cover, the cover being a functional layer 21, 21 ' which can be brought into contact with the coating medium 8 and a functional layer 21 viewed in the radial direction of the cover , 2 ⁇ and the roller core 20, 20 ' arranged connection layer 22, 22 ' , wherein the pressure sensors 14, 14 ' present in the interface between the functional layer 21, 21 ' and the connection layer 22, 22 ' are arranged.
  • the functional layer 21, 21 ' is made of polyurethane with a hardness in the region of 80 Shore A
  • the connecting layer 22, 22 ' is a fiber composite layer of epoxy resin and glass fibers with a hardness of 90 Shore D.
  • the connecting layer 22, 22 ' harder than the functional layer 21, 21 ' .
  • each of the pressure sensors When the pressure sensors 14, 14 ' pass through the respective nip 3, 1 1, 1 ⁇ , each of the pressure sensors generates one or more signals corresponding to the pressure action in the nip, which signal is transmitted to an evaluation unit 15.
  • the evaluation unit 15 In the present case, the evaluation unit 15 is arranged completely outside the application rollers 4, 5. But there are also designs in which parts of the evaluation are rotatably connected to the respective roller and other parts are arranged outside the roller, that are not rotatably connected to the respective roller. In the present case, the signals of the pressure sensors 14, 14 'are transmitted wirelessly to the evaluation unit.
  • the signals coming from the pressure sensors 14, 14 ' are then further processed in the evaluation unit 15 in such a way that they are used as the pressure profile 16 of the first Nips and 17, 17 'of the two second nips 1 1, 1 1 ' by means of a display unit 18 are visually displayed.
  • a signal transmitter 19, 19 ' communicating with the evaluation unit 15 is provided in each of the applicator rollers 4, 5, which outputs characteristic signals to the evaluation unit 15 for the rotational position of the respective applicator roller 4, from which the evaluation unit 15 determines an assignment of the signals of the pressure sensors 14, 14 ' to the passage of the respective pressure sensors 14, 14 ' through the first nip 3 and the respective second nip 1 1, 1 1 ' .
  • the signal transmitters 19, 19 ' are designed according to the Hall sensor principle.
  • FIG. 2 shows, for several revolutions of one of the application rollers 4, 5, the signals which are measured by the pressure sensors 14, 14 ' when passing through the first nip 3 and by one of the second nips 1 1, 1 ⁇ .
  • the signals A are generated by the pressure sensors 14, 14 ' in their passage through the second nip 1 1
  • the signals B are generated by the pressure sensors 14, 14 ' in their passage through the first nip 1 1.
  • the line force at the pressure sensor 14, 14 ' is in this case proportional to the peak-to-peak values of the signals A, B of the pressure sensors 14, 14 ' shown in FIG.
  • the German patent application no. 10 2012 206 689.6 the contents of which are fully incorporated into this application in this connection.
  • FIG. 3 shows a machine for producing a coated fibrous web, in particular paper or board machine with a headbox 23, a Formierpartie 24, a press section 25, a drying cylinder 26 comprising drying section 27 and a plurality of applicators 1, both of which Filmhilstswerke corresponding to that in the figure 1 are shown.
  • a method for producing a coated fibrous web 2 can be carried out as follows:
  • the application of the coating medium 8 takes place on-line in the machine by means of both film applicators 1. Further, in the illustrated machine, the production of the fibrous web is performed at a machine speed of 1200 meters / minute or more, particularly at a machine speed of 1500 meters / minute or more.

Landscapes

  • Coating Apparatus (AREA)
  • Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
  • Paper (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Filmauftragswerk zum Auftragen eines pastösen oder fluiden Beschichtungsmediums auf eine laufende Faserstoffbahn, insbesondere Papier- oder Kartonbahn, mit einem einen ersten Nip bildenden Walzenpaar durch welchen die Faserstoffbahn geführt ist, wobei zumindest eine der Walzen des Walzenpaars eine Auftragswalze ist, durch welche das in Form eines Films auf der Auftragswalze bereitgestellte Beschichtungsmedium im ersten Nip von der Auftragswalze auf eine mit dieser in Kontakt kommende eine Seite der Faserstoffbahn übertragbar ist, wobei der Auftragswalze eine Auftragseinrichtung und ein Rakelelement derart zugeordnet sind, dass vor dem ersten Nip das Beschichtungsmedium zuerst mittels der Auftragseinrichtung im Überschuss auf die Auftragswalze aufgebracht wird und dann mittels dem mit der Auftragswalze einen zweiten Nip bildenden Rakelelement im zweiten Nip zur Ausbildung des Films wieder teilweise abgetragen wird. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass im elastischen Bezug der Auftragswalze mehrere in Maschinenquerrichtung nebeneinander angeordnete Drucksensoren eingebettet sind, mittels denen das Druckprofil in Maschinenquerrichtung im ersten und im zweiten Nip ermittelbar ist.

Description

Filmpresse
Die Erfindung betrifft eine Filmauftragswerk zum ein- oder beidseitigen Auftrag eines flüssigen oder pastösen Beschichtungsmediums auf eine Faserstoffbahn, insbesondere Papier- oder Kartonbahn nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 13.
Aus dem Stand der Technik ist bekannt, bei Auftragswerken das Druckprofil in dem Nip zu messen, durch welchen die Faserstoffbahn zum Auftragen des fluiden oder pastösen Beschichtungsmediums, wie bspw. Streichfarbe oder Stärke, geführt wird. So ist bspw. aus der DE1 1 2009 000 095 ein Auftragswerk zum direkten Auftrag eines Beschichtungsmediums bekannt, bei dem das Druckprofil in einem zwischen einer Stützwalze und einer Auftragseinheit gebildeten Nip gemessen wird, um einen gleichmäßigen Auftrag des Beschichtungsmediums auf der Faserstoffbahn zu erzielen.
Bei indirekten Auftragswerken wie bspw. Filmauftragswerken, bei denen das Beschichtungsmedium zuerst mittels einer Auftragseinrichtung im Überschuss auf eine Auftragswalze aufgebracht wird und dann mittels einem mit der Auftragswalze einen Nip bildenden Rakelelement wie bspw. einem Rakelstab oder einer Rakelklinge, in dem zur Ausbildung eines Films aus dem Medium wieder teilweise abgetragen wird, bevor der Film von der Auftragswalze in einem weiteren Nip, durch den die Faserstoffbahn geführt wird, von der Auftragswalze auf die mit der Auftragswalze in Kontakt kommende Seite der Faserstoffbahn übertragen wird, besteht darüber hinaus die Problematik, dass der auf der jeweiligen Auftragswalze bereitgestellte Film möglichst gleichmäßig in Maschinenquerrichtung ausgebildet sein muss, um in Maschinenquerrichtung eine gleichmäßige Menge an Beschichtungsmedium bereitzustellen.
Darüber hinaus besteht beim Einsatz von Filmauftragswerken generell das Bedürfnis von möglichst geringem Ausschuss bei Produktionsbeginn bzw. Wiederaufnahme der Produktion nach Bahnabriss bis zur Einstellung der gewünschten Beschichtungsmenge. Hohe Ausschussmengen bis zur zuverlässigen Einstellung der gewünschten Beschichtungsmenge treten insbesondere bei Filmauftragswerken in schnell laufenden Papiermaschinen, wie bspw. graphischen Papier- oder Kartonmaschinen, auf, da diese pro Tag mehrere Abrisse der Faserstoffbahn haben und es beim Hochfahren bzw. Wiederanlauf der Produktion oftmals mehrere Sekunden dauert, bis die gewünschte Menge an Beschichtungsmedium in Maschinenquerrichtung eingestellt ist.
Bei aus dem Stand der Technik bekannten Filmauftragswerken wird bis dato versucht auf die Druckverteilung im ersten und zweiten Nip durch den Druck in Hydraulikzylindern zu schließen, durch welche die beiden Walzen im Filmauftragswerk bzw. das Rakelelement an die jeweilige Auftragswalze gegeneinander angestellt werden. Diese Vorgehensweise erweist sich aber als oftmals ungenügend, da von den Drücken in den Hydraulikzylindern oftmals nur sehr ungenau auf die wahren Druckverhältnisse im ersten und zweiten Nip geschlossen werden können.
Bei gleichzeitiger beidseitiger Beschichtung der Faserstoffbahn ist es darüber hinaus momentan nicht zuverlässig möglich, die Menge an Beschichtungsmedium auf jeder Seite der Bahn sicher zu bestimmen. Mit den heute verfügbaren Scannern ist es nach gleichzeitiger beidseitiger Beschichtung nur möglich zu ermitteln, ob in Summe die gewünschte Menge an Beschichtungsmedium aufgebracht wurde oder nicht. Es kann aber bei den aktuell verfügbaren Filmauftragswerken aktuell nicht sicher festgestellt werden, auf welcher Seite der Faserstoffbahn zu viel oder zu wenig Beschichtungsmedium aufgebracht wurde.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Filmauftragswerk sowie ein Verfahren zum Auftrag eines pastösen oder fluiden Beschichtungsmediums vorzuschlagen, mit dem die eingangs beschriebenen Nachteile behoben oder zumindest deutlich reduziert werden. Die Aufgabe wird gelöst durch ein Filmauftragswerk mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie den Verfahren mit den Merkmalen der Patentansprüche 13 und 17.
Dadurch, dass mittels der im elastischen Bezug von einer oder beiden Auftragswalze(n) eingebetteten und in Maschinenquerrichtung nebeneinander angeordneten Drucksensoren sowohl im ersten Nip -Nip zur Übertragung des Films von der Auftragswalze auf die Faserstoffbahn - als auch im zweiten Nip -Nip zur Bildung des Films auf der Auftragswalze- das Druckprofil vor und/oder während des Auftragsvorgangs ermittelt wird, kann sowohl die Vordosierung als auch die Übertragung des Films während des Auftragsvorgangs exakt gemessen und entsprechend gesteuert werden. Ferner kann durch die erfindungsgemäße Lösung schon dem Start des Beschichtungsvorgangs die gewünschte Menge an Beschichtungsmedium, d.h. die Filmdicke auf der Auftragswalze exakt eingestellt werden, und dann der Auftragsvorgang mit der gewünschten und insbesondere in Maschinenquerrichtung homogenen Beschichtungsmenge gestartet werden, ohne dass ein unnötiger Ausschuss an Faserstoffbahn produziert wird.
Des Weiteren ist es mit der erfindungsgemäßen Lösung möglich, bei gleichzeitigem beidseitigem Auftrag von Beschichtungsmedium exakt zu bestimmen, welche Menge an Beschichtungsmedium auf der jeweiligen Seite der Faserstoffbahn aufgebracht wird.
Ferner zeichnet sich die erfindungsgemäße Lösung durch deren Einfachheit aus, da bspw. bei einem Filmauftragswerk zum nur einseitigen Auftrag von Beschichtungsmedium auf eine Faserstoffbahn lediglich durch die im elastischen Bezug der Auftragswalze eingebetteten Sensoren zuverlässig Aussagen über die Druckverteilung in beiden für die zuverlässige Beschichtung relevanten Nips getroffen werden können.
Im Sinne der Erfindung soll unter dem Begriff Beschichtung nicht nur der Auftrag von Streichfarbe auf die Faserstoffbahn, sondern jeglicher Auftrag einer pigmenthaltigen Mischung und/oder einer Mischung zur Leimung, wie bspw. stärkehaltige Mischung, auf die Faserstoffbahn verstanden werden.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Nach einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist eine mit den Drucksensoren kommunizierende Auswerteeinheit sowie eine mit der Auswerteinheit kommunizierende Anzeigeeinheit vorgesehen, wobei die von den Drucksensoren kommenden Signale an die Auswerteeinheit übertragen werden und in der Auswerteeinheit derart weiterverarbeitet werden, dass diese als Druckprofil des ersten und des zweiten Nips mittels der Anzeigeeinheit visuell darstellbar ist. Denkbar ist in diesem Zusammenhang insbesondere, dass die Druckprofile des ersten und des oder der zweiten Nips auf einer Seite der Anzeigeeinrichtung, bspw. im selben Graphen angezeigt werden. Durch die visuelle Darstellung der Drucksignale als Druckprofil(e) ist es für einen Maschinenbediener möglich, auf einen Blick zeitaktuell sowohl die Filmbildung auf der Auftragswalze als auch die Übertragung des Films von der Auftragswalze auf die Faserstoffbahn zu überwachen und bei Abweichungen vom Sollwert korrigierend einzugreifen.
Alternativ oder zusätzlich ist auch denkbar, dass die Auswerteeinheit mit einer akustischen Signalgeber kommuniziert, der bei Abweichung der Druckwerte im ersten und/oder zweiten Nip ein für den jeweiligen Nip charakteristisches akustisches Signal ausgibt um den Maschinenbediener über mögliche Probleme im Auftragsvorgang zu informieren. Durch die Bereitstellung von akustischen Signalen braucht der Maschinenbediener nicht ständig auf die Anzeigeeinrichtung zu schauen, sondern kann sich anderen Aufgaben widmen und wird informiert, wenn ein Eingreifen in den Auftragsvorgang oder eine genauere Verfolgung des Auftragsvorgangs notwendig ist. So können die akustischen Signal der unterschiedlichen Nips bspw. unterschiedliche Tonhöhen haben. So kann dann der Maschinenbediener entscheiden bei welchem Signal ein sofortiges Eingreifen erforderlich ist und nicht, abhängig davon welcher Nip für das Ergebnis im konkreten Produktionsprozess besonders kritisch ist. Vorzugsweise sind beide Walzen des Walzenpaars Auftragswalzen, so dass die Faserstoffbahn durch das derart ausgeführte Filmauftragswerk gleichzeitig auf beiden Seiten mit dem Beschichtungsmedium beschichtet wird. Hierbei ist jeder der beiden Auftragswalzen zur jeweiligen Bereitstellung eines Films des Beschichtungsmediums jeweils eine Auftragseinrichtung und einem mit der jeweiligen Auftragswalze einen zweiten Nip bildenden Rakelelement derart zugeordnet, dass das an der einen Auftragswalze in Form eines Films vorliegende Beschichtungsmedium von der einen Auftragswalze im zweiten Nip auf die eine Seite der Faserstoffbahn übertragen wird, während das an der anderen Auftragswalze in Form eines Films vorliegende Beschichtungsmedium von der anderen Auftragswalze im zweiten Nip auf die andere Seite der Faserstoffbahn übertragen wird.
Vorzugsweise sind in diesem Zusammenhang im elastischen Bezug beider Auftragswalzen jeweils mit der Auswerteeinheit kommunizierende Drucksensoren eingebettet, die in Maschinenquerrichtung nebeneinander angeordnet sind, mittels denen das sich in Maschinenquerrichtung einstellende Druckprofil zumindest eines zweiten Nips, insbesondere beider zweiten Nips, und des ersten Nips ermittelt wird. Durch die Ermittlung der sich in Maschinenquerrichtung einstellenden Druckprofile beider zweiten Nips lässt sich insbesondere die Auftragsmenge auf jede Seite der Faserstoffbahn individuell und unabhängig voneinander bestimmen. Dies ist mit den bisher bekannten Scanner, die nach dem gleichzeitig beidseitig auftragenden Filmauftragswerk angeordnet sind nicht möglich, mit denen sich lediglich die gesamte Menge an auf beide Seiten zusammen aufgebrachtem Beschichtungsmedium bestimmbar ist.
Es ist zu bemerken, die Zusammensetzung des Beschichtungsmediums, welches auf die eine Seite der Faserstoffbahn aufgebracht wird, nicht notwendigerweise dieselbe sein muss, wie die Zusammensetzung des auf die andere Seite der Faserstoffbahn aufgebrachten Beschichtungsmediums.
Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass zumindest eine der Auftragswalzen, bei beidseitiger Beschichtung insbesondere beide Auftragswalzen, einen mit der Auswerteeinheit kommunizierenden Signalgeber hat bzw. haben, der für die Drehstellung der Auftragswalze charakteristische Signale an die Auswerteeinheit ausgibt. Hieraus kann die Auswerteeinheit insbesondere eine Zuordnung der Signale der Drucksensoren beim Durchgang des oder der Drucksensor(en) durch den ersten und den oder die zweiten Nips ermitteln.
Vorzugsweise wird das Filmauftragswerk derart betrieben, dass durch die Drucksensoren im zweiten Nip eine kleinere Linienkraft als im ersten Nip gemessen wird. Vorzugsweise ist die im zweiten Nip gemessene Linienkraft zumindest um den Faktor 10, insbesondere zumindest um den Faktor 15 kleiner als die im ersten Nip gemessene Linienkraft. Die verwendeten Drucksensoren sind hierbei insbesondere derart ausgebildet, dass durch diese im zweiten Nip eine Linienkraft im Bereich von 0,01 kN/m bis 10kN/m und im ersten Nip ein Linienkraft im Bereich von 50kN/m bis 200kN/m ermittelbar ist. Ist das Rakelelement bspw. als Rakelklinge ausgebildet, so kann die mittels der Drucksensoren im zweiten Nip gemessene Linienkraft zwischen 0,5 kN/m und 5kN/m betragen. Ist das Rakelelement bspw. als Rakelstab ausgebildet, so kann die mittels der Drucksensoren im zweiten Nip gemessene Linien kraft zwischen 0,01 kN/m und 1 kN/m betragen.
Vorzugsweise sind die Drucksensoren faseroptische Sensoren, insbesondere Bragg- Gitter-Sensoren. Faseroptische Drucksensoren zeichnen sich insbesondere -bspw. im Vergleich zu Piezosensoren- durch deren geringe Abmessungen und deren sehr hohe Signalempfindlichkeit aus. Mit faseroptischen Sensoren lassen sich daher auch extrem kleine Linienkräfte messen. Faseroptische Sensoren zeichnen sich ferner durch eine extrem große Bandbreite in der Signalempfindlichkeit aus, so dass mit diesen sowohl sehr kleine als auch sehr hohe Linienkräfte messbar sind.
Nach einer konkreten Ausgestaltung der Erfindung hat die eine und/oder andere Auftragswalze einen Walzenkern, dessen Mantelfläche von dem Bezug umgeben ist, wobei der Bezug eine mit dem Beschichtungsmedium in Kontakt bringbare Funktionsschicht und eine in radialer Richtung des Bezugs betrachtet zwischen der Funktionsschicht und dem Walzenkern angeordnete Verbindungsschicht umfasst, wobei die Drucksensoren in der Verbindungsschicht oder im Grenzbereich zwischen der Funktionsschicht und der Verbindungsschicht angeordnet sind. Für die kostengünstig einfache Einbettung der Fasern hat es sich als vorteilhaft erwiesen, die Fasern zwischen die beiden Schichten einzubetten. Vorzugsweise ist die Verbindungsschicht härter als die Funktionsschicht, insbesondere um den Faktor 10 bis 100 härter als die Funktionsschicht. Hierdurch wird sichergestellt, dass ein Druck im Nip als Deformation in der Funktionsschicht gut ausbreiten kann und somit die Drucksensoren den Druck sicher detektieren können. Durch die härtere Ausbildung der unter der Funktionsschicht liegenden Verbindungsschicht können sich die Drucksensoren an dieser abstützen, wodurch die Empfindlichkeit der Anordnung weiter verstärkt wird.
Im Hinblick auf mögliche Varianten der konkreten Anordnung der Drucksensoren im Bezug und den beispielhaften Aufbau von Bezügen von Auftragswalzen, wird auf die nachfolgende Tabelle 1 verwiesen:
Gummi;
3. Dicke=1-
Verbindungs10mm;
schicht Härte=5-10
P&J
Position Innerhalb 1 . Grenzfläche 1 . Grenzfläche 1 . Innerhalb 1 . Grenzfläche 1 . Innerhalb 1 .
Sensoren Verbindungs zu 2. zu 2. oder 2. zu 2. Verbindungs¬
Schicht VerbindungsVerbindungsVerbindungsVerbindungsschicht
schicht schicht schicht schicht
Vorzugsweise sind alle Drucksensoren zumindest einer Auftragswalze entlang einer Geraden angeordnet, wobei sich die Gerade insbesondere parallel zur Drehachse der Walze erstreckt. Vorzugsweise sind in beiden Auftragswalzen die Drucksensoren jeweils entlang einer Geraden, insbesondere entlang einer zur Drehachse der jeweiligen Walze parallelen Geraden angeordnet.
Nach konkreten Ausbildungen der vorliegenden Erfindung ist das Rakelelement bspw. als Rakelstab oder als Rakelklinge ausgebildet, so dass der Rakelstab oder die Rakelklinge zusammen mit der Mantelfläche der Auftragswalze den zweiten Nip bildet.
Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Auftrag eines flüssigen oder pastösen Beschichtungsmediums auf zumindest eine Seite einer laufenden Faserstoffbahn, insbesondere Papier- oder Kartonbahn, vorgeschlagen, bei dem das Beschichtungsmedium auf eine Auftragswalze vor einem durch die Auftragswalze und einem Rakelelement gebildeten zweiten Nip im Überschuss aufgebracht und zur Ausbildung eines Films des Beschichtungsmediums auf der Auftragswalze durch das Rakelelement im zweiten Nip wieder teilweise abgetragen wird und bei dem der Film nachfolgend in einem ersten Nip von der Auftragswalze auf eine mit dieser in Kontakt kommende Seite der Faserstoffbahn übertragen wird. Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass das sich im ersten Nip und im zweiten Nip in Maschinenquerrichtung einstellende Druckprofil mittels im Bezug der Auftragswalze eingebetteten Drucksensoren ermittelt wird. Vorzugsweise wird das Druckprofil im ersten und zweiten Nip mittels im Bezug der Auftragswalze eingebetteten und in Maschinenquerrichtung nebeneinander angeordneten Drucksensoren, die mit einer Auswerteeinheit kommunizieren ermittelt.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung des Verfahrens wird die Faserstoffbahn mittels zwei durch ein Walzenpaar bereitgestellten und zwischen sich den ersten Nip bildenden Auftragswalzen gleichzeitig beidseitig mit dem Beschichtungsmedium beschichtet, wobei das Beschichtungsmedium auf die jeweilige Auftragswalze vor einem durch die jeweilige Auftragswalze und einem dieser zugeordneten Rakelelement gebildeten zweiten Nip im Überschuss aufgebracht und zur Ausbildung eines Films des Beschichtungsmediums auf der jeweiligen Auftragswalze durch das jeweils zugeordnete Rakelelement im jeweiligen zweiten Nip wieder teilweise abgetragen wird und der Film nachfolgend im ersten Nip von der jeweiligen Auftragswalze auf die jeweilige mit dieser in Kontakt kommenden eine Seite der Faserstoffbahn übertragen wird, wobei das sich im jeweiligen ersten Nip und das sich im zweiten Nip in Maschinenquerrichtung einstellende Druckprofil mittels im Bezug der jeweiligen Auftragswalze eingebetteten Drucksensoren ermittelt wird.
Die Vorteile der beiden vorgenannten ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens wurden bereits analog vorher bei der Beschreibung der entsprechenden Vorrichtung erläutert. Daher soll auf diese an dieser Stelle nicht mehr weiter eingegangen werden.
Vorzugsweise wird das Druckprofil vor und/oder während des Auftrags des Beschichtungsmediums auf die Faserstoffbahn ermittelt. Durch die Ermittlung des Druckprofils im ersten und zweiten Nip vor dem Auftragsvorgang kann die Beschichtungsmenge ohne die Produktion von Ausschuss vorab exakt eingestellt werden. Hierdurch wird die Ausschussrate insbesondere bei Filmauftragswerken, die online arbeiten, d.h. in die Fertigungslinie der Papier- oder Kartonmaschine integriert sind, deutlich reduziert, da die Papier- oder Kartonmaschine beim Anfahren bspw. nach Maschinenstillstand direkt in Produktion gehen kann ohne dass Papier- oder Kartonbahn bis zur exakten Einstellung der Auftragsmenge in den Pulper gefahren werden muss. Demzufolge wird gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer beschichteten Faserstoffbahn, insbesondere Papier,- Karton- oder Tissuebahn, mit den folgenden Schritten vorgeschlagen:
- Bildung der Faserstoffbahn aus einem Faserstoffgemisch mit einem Stoffauflauf und einer Formierpartie,
- Entwässerung der Faserstoffbahn in einer Pressenpartie,
- Vortrocknung der Faserstoffbahn bis auf einen bestimmten Trockengehalt,
- zumindest mehrmaliger Auftrag eines Beschichtungsmediums mittels dem
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche,
- Nachtrocknung der beschichteten Faserstoffbahn, wobei
zumindest ein Auftrag eines Beschichtungsmedium on-line in der Maschine erfolgt und die Herstellung der Faserstoffbahn bei einer Maschinengeschwindigkeit von 1200 Meter / Minute oder mehr, insbesondere bei einer Maschinengeschwindigkeit von 1500 Meter / Minute oder mehr erfolgt.
Vorzugsweise handelt es sich bei der Faserstoffbahn um eine bedruckbare Faserstoffbahn und bei dem zumindest einen Auftrag um einen bei dem ein pigmenthaltiges Beschichtungsmedium auf die Faserstoffbahn aufgebracht wird.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von schematischen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen
Figur 1 ein erfindungsgemäßes Filmauftragswerk im Querschnitt,
Figur 2 Signale von einem Sensor beim Durchgang durch den ersten und den zweiten Nip und
Figur 3 eine Papier- oder Kartonmaschine zur Durchführung des
erfindungsgemäßen Verfahrens.
Die Figur 1 zeigt ein erfindungsgemäßes Filmauftragswerk 1 zum Auftragen eines pastösen oder fluiden Beschichtungsmediums 8 auf eine laufende Faserstoffbahn 2, insbesondere Papier- oder Kartonbahn im Querschnitt. Das in der Figur 1 gezeigte Filmauftragswerk 1 hat einen ersten Nip 3 durch welchen die Faserstoffbahn 2 geführt wird und bei der Durchführung gleichzeitig beidseitig mit dem Beschichtungsmedium beschichtet wird. Der erste Nip 3 wird durch zwei aneinander gestellte Walzen 4, 5 gebildet. Vorliegend sind beide Walzen 4, 5 des Walzenpaars Auftragswalzen, so dass die Faserstoffbahn 2 durch das derart ausgeführte Filmauftragswerk gleichzeitig auf beiden Seiten 6, 7 mit einem Beschichtungsmedium 8 beschichtet wird.
Wie aus der Figur 1 zu erkennen ist, ist jeder der beiden Auftragswalzen 4, 5 zur jeweiligen Bereitstellung des Beschichtungsmediums in Form eines Films 9, 9' jeweils eine Auftragseinrichtung 10, 10' und einem mit der jeweiligen Auftragswalze 4, 5 einen zweiten Nip 1 1 , 1 Γ bildenden Rakelelement 12, 12' derart zugeordnet, dass das an der einen Auftragswalze 4 in Form eines Films 9 vorliegende Beschichtungsmedium 8 von der einen Auftragswalze 4 im zweiten Nip 3 auf die eine Seite 6 der Faserstoffbahn 2 übertragen wird, während das an der anderen Auftragswalze 5 in Form eines Films 9' vorliegende Beschichtungsmedium 8 von der anderen Auftragswalze 5 im zweiten Nip 3 auf die andere Seite 7 der Faserstoffbahn 2 übertragen wird. Im Ergebnis verlässt eine zweiseitig beschichtete Faserstoffbahn 2 dem ersten Nip 3.
Vorliegend sind jeweils die eine Auftragswalze 4, 5 zugeordnete Auftragseinrichtung 10, 10' und das Rakelelement 12, 12' an einem gemeinsamen Tragbalken 13, 13'angeordnet. Des Weiteren ist vorliegend jedes der Rakelelemente 12, 12' als Rakelstab ausgebildet.
Vorliegend sind im elastischen Bezug jeder Auftragswalze 4, 5 jeweils mehrere in Maschinenquerrichtung nebeneinander angeordnete Drucksensoren 14, 14' eingebettet (von denen in Figur 1 jeweils nur ein Drucksensor 14, 14' zu erkennen ist), mittels denen das Druckprofil in Maschinenquerrichtung im ersten Nip 3 und in den beiden zweiten Nips 1 1 , 1 1 ' ermittelbar ist.
Vorliegend sind die Drucksensoren 14, 14' als faseroptische Sensoren, insbesondere Bragg-Gitter-Sensoren, ausgebildet. Im Sinne der Erfindung wäre es aber auch möglich, die Drucksensoren 14, 14' als Piezo-Sensoren auszubilden. Vorliegend sind in jeder Auftragswalze 4, 5 alle Drucksensoren 14, 14' entlang einer parallel zur Drehachse der Walzen verlaufenden Geraden angeordnet.
Bei dem in der Figur 1 gezeigten Filmauftragswerk 1 ist der durch die Drucksensoren 14, 14' in den zweiten Nips 1 1 , 1 Γ gemessene Linienkraft als der im ersten Nip 3 gemessene Linienkraft, wobei durch die Drucksensoren 14, 14' im zweiten Nip 1 1 1 , 1 1 'ein Linienkraft im Bereich von 5kN/m bis 50kN/m und im ersten Nip ein Linienkraft im Bereich von 60kN/m bis 200kN/m ermittelt wird.
Jede der Auftragswalzen 4, 5 hat einen Walzenkern 20, 20', dessen Mantelfläche von dem Bezug umgeben ist, wobei der Bezug eine mit dem Beschichtungsmedium 8 in Kontakt bringbare Funktionsschicht 21 , 21 ' und eine in radialer Richtung des Bezugs betrachtet zwischen der Funktionsschicht 21 , 2Γ und dem Walzenkern 20, 20' angeordnete Verbindungsschicht 22, 22' umfasst, wobei die Drucksensoren 14, 14' vorliegend in der Grenzfläche zwischen der Funktionsschicht 21 , 21 ' und der Verbindungsschicht 22, 22' angeordnet sind. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Funktionsschicht 21 , 21 ' aus Polyurethan mit einer Härte im Bereich von 80 Shore A, wohingegen die Verbindungsschicht 22, 22' eine Faserverbundschicht aus Epoxidharz und Glasfasern mit einer Härte 90 Shore D. Somit ist die Verbindungsschicht 22, 22' härter ist als die Funktionsschicht 21 , 21 '.
Bei Durchgang der Drucksensoren 14, 14' durch den jeweiligen Nip 3, 1 1 , 1 Γ erzeugt jeder der Drucksensoren entsprechend der Druckeinwirkung im Nip ein oder mehrere Signal(e) welches dieser an eine Auswerteinheit 15 übermittelt. Vorliegend ist die Auswerteinheit 15 komplett außerhalb der Auftragswalzen 4, 5 angeordnet. Es gibt aber auch Bauformen, in denen Teile der Auswerteeinheit drehfest mit der jeweiligen Walze verbunden sind und andere Teile außerhalb der Walze angeordnet sind, d.h. nicht drehfest mit der jeweiligen walze verbunden sind. Vorliegend werden die Signale der Drucksensoren 14, 14' drahtlos an die Auswerteeinheit übermittelt.
Die von den Drucksensoren 14, 14'kommenden Signale werden dann in der Auswerteeinheit 15 derart weiterverarbeitet, dass diese als Druckprofil 16 des ersten Nips und 17, 17' der beiden zweiten Nips 1 1 , 1 1 ' mittels einer Anzeigeeinheit 18 visuell darstellbar sind.
Zu Bestimmung der Drehstellung der beiden Auftragswalzen 4, 5 ist in jeder der Auftragswalzen 4, 5 ein mit der Auswerteeinheit 15 kommunizierender Signalgeber 19, 19' vorgesehen, der für die Drehstellung der jeweiligen Auftragswalze 4, 5 charakteristische Signale an die Auswerteeinheit 15 ausgibt, woraus die Auswerteeinheit 15 eine Zuordnung der Signale der Drucksensoren 14, 14' zum Durchgang der jeweiligen Drucksensoren 14, 14' durch den ersten Nip 3 und den jeweiligen zweiten Nip 1 1 , 1 1 ' ermittelt. Vorliegend sind die Signalgeber 19, 19' nach dem Hall-Sensor Prinzip ausgeführt.
Die Figur 2 zeigt für mehrere Umdrehungen einer der Auftragswalzen 4, 5 die Signale, die von den Drucksensoren 14, 14' beim Durchgang durch den ersten Nip 3 und durch einen der zweiten Nips 1 1 , 1 Γ gemessen werden. Hierbei werden die Signale A von den Drucksensoren 14, 14' bei deren Durchgang durch den zweiten Nip 1 1 erzeugt, wohingegen die Signale B von den Drucksensoren 14, 14' bei deren Durchgang durch den ersten Nip 1 1 erzeugt werden. Der Linienkraft am Drucksensor 14, 14' ist hierbei proportional zu dem in der Figur 2 gezeigten Peak-to-Peak-Werten der Signale A, B der Drucksensoren 14, 14'. Bezüglich den Details zur Auswertung der Signale der Drucksensoren 14, 14' wird auf die deutsche Patentanmeldung Nr. 10 2012 206 689.6 verwiesen, deren Inhalt in diesem Zusammenhang vollumfänglich in diese Anmeldung aufgenommen wird.
Die Figur 3 zeigt eine Maschine zur Herstellung einer beschichteten Faserstoffbahn, insbesondere Papier- oder Kartonmaschine mit einem Stoffauflauf 23, einer Formierpartie 24, einer Pressenpartie 25, einer Trockenzylinder 26 umfassenden Trockenpartie 27 sowie mehreren Auftragswerken 1 , von denen beide Filmauftragswerke entsprechend dem in der Figur 1 gezeigten sind. Mit der in der Figur 3 gezeigten Maschine lässt sich ein Verfahren zur Herstellung einer beschichteten Faserstoffbahn 2 wie folgt durchführen:
- Bildung der Faserstoffbahn 2 aus einem Faserstoffgemisch mit dem Stoffauflauf 23 und der Formierpartie 24, - Entwässerung der Faserstoffbahn in der Pressenpartie 25,
- Vortrocknung der Faserstoffbahn bis auf einen bestimmten Trockengehalt in einer Vortrockensektion der Trockenpartie 26, 27,
- Vorglätten der vorgetrockneten Faserstoffbahn in einem Glättwerk 31 ,
- beidseitiger Auftrag eines pigmenthaltigen Beschichtungsmediums 8 mittels einem aus der Figur 1 bekannten Filmauftragswerk 1 ,
- Trocknung der beidseitig beschichteten Faserstoffbahn 2 mittels eines Infrarot- Trockners 28 und
- zumindest einseitiger Auftrag eines pigmenthaltigen Beschichtungsmediums 8 mittels einem aus der Figur 1 bekannten Filmauftragswerk 1 sowie wieder
- Trocknung der beschichteten Faserstoffbahn 2 mittels eines weiteren Infrarot- Trockners 29 und
- Aufrollung der Faserstoffbahn2.
Wie aus der Darstellung der Figur 3 ersichtlich ist, erfolgt der Auftrag des Beschichtungsmedium 8 mittels beider Filmauftragswerke 1 on-line in der Maschine. Bei der dargestellten Maschine erfolgt die Herstellung der Faserstoffbahn ferner bei einer Maschinengeschwindigkeit von 1200 Meter / Minute oder mehr, insbesondere bei einer Maschinengeschwindigkeit von 1500 Meter / Minute oder mehr.

Claims

Patentansprüche
1 .Filmauftragswerk zum Auftragen eines pastösen oder fluiden Beschichtungsmediums auf eine laufende Faserstoffbahn, insbesondere Papier- oder Kartonbahn, mit einem einen ersten Nip bildenden Walzenpaar durch welchen die Faserstoffbahn geführt ist, wobei zumindest eine der Walzen des Walzenpaars eine Auftragswalze ist, durch welche das in Form eines Films auf der Auftragswalze bereitgestellte Beschichtungsmedium im ersten Nip von der Auftragswalze auf eine mit dieser in Kontakt kommende eine Seite der Faserstoffbahn übertragbar ist, wobei der Auftragswalze eine Auftragseinrichtung und ein Rakelelement derart zugeordnet sind, dass vor dem ersten Nip das Beschichtungsmedium zuerst mittels der Auftragseinrichtung im Überschuss auf die Auftragswalze aufgebracht wird und dann mittels dem mit der Auftragswalze einen zweiten Nip bildenden Rakelelement im zweiten Nip zur Ausbildung des Films wieder teilweise abgetragen wird, dadurch gekennzeichnet, dass im elastischen Bezug der Auftragswalze mehrere in Maschinenquerrichtung nebeneinander angeordnete Drucksensoren eingebettet sind, mittels denen das Druckprofil in Maschinenquerrichtung im ersten und im zweiten Nip ermittelbar ist.
2. Filmauftragswerk nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass eine mit den Drucksensoren kommunizierende Auswerteeinheit sowie eine mit der Auswerteinheit kommunizierende Anzeigeeinheit vorgesehen sind, wobei die von den Drucksensoren kommenden Signale an die Auswerteeinheit übertragen werden, in der Auswerteeinheit derart weiterverarbeitet werden, dass diese als Druckprofil des ersten und des zweiten Nips mittels der Anzeigeeinheit visuell darstellbar ist.
3. Filmauftragswerk nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass beide Walzen des Walzenpaars Auftragswalzen sind, wobei beiden Auftragswalzen zur jeweiligen Bereitstellung eines Films des Beschichtungsmediums auf der jeweiligen Auftragswalze jeweils eine Auftragseinrichtung und einem mit der jeweiligen Auftragswalze einen zweiten Nip bildenden Rakelelement zugeordnet ist, sodass das an der einen Auftragswalze in Form eines Films vorliegende Beschichtungsmedium von der einen Auftragswalze im zweiten Nip auf die eine Seite der Faserstoffbahn übertragbar ist und dass das an der anderen Auftragswalze in Form eines Films vorliegende Beschichtungsmedium von der anderen Auftragswalze im zweiten Nip auf die andere Seite der Faserstoffbahn übertragbar ist.
4. Filmauftragswerk nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im elastischen Bezug beider Auftragswalzen jeweils mit der Auswerteeinheit kommunizierende Drucksensoren eingebettet und in Maschinenquerrichtung nebeneinander angeordnet sind und mittels der Drucksensoren und der Auswerteeinheit das Druckprofil in Maschinenquerrichtung in zumindest einem der ersten Nips, insbesondere in beiden zweiten Nips, und im ersten Nip ermittelbar ist.
5. Filmauftragswerk nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine der Auftragswalzen einen mit der Auswerteeinheit kommunizierenden Signalgeber hat, der für die Drehstellung der Auftragswalze charakteristische Signale an die Auswerteeinheit ausgibt, woraus die Auswerteeinheit eine Zuordnung der Signale der Drucksensoren zum Durchgang des oder der Drucksensor(en) durch den ersten und den zweiten Nip ermittelt.
6. Filmauftragswerk nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Drucksensoren faseroptische Sensoren, insbesondere Bragg-Gitter-Sensoren, sind.
7. Filmauftragswerk nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Drucksensoren im zweiten Nip ein kleinerer Linienkraft als im ersten Nip gemessen wird.
8. Filmauftragswerk nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Drucksensoren im zweiten Nip ein Linienkraft im Bereich von 5kN/m bis 50kN/m und im ersten Nip ein Linienkraft im Bereich von 60kN/m bis 200kN/m ermittelbar ist.
9. Filmauftragswerk nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die eine und/oder andere Auftragswalze einen Walzenkern hat, dessen Mantelfläche von dem Bezug umgeben ist, wobei der Bezug eine mit dem Beschichtungsmedium in Kontakt bringbare Funktionsschicht und eine in radialer Richtung des Bezugs betrachtet zwischen der Funktionsschicht und dem Walzenkern angeordnete Verbindungsschicht umfasst und die Drucksensoren im Grenzbereich zwischen der Funktionsschicht und der Verbindungsschicht angeordnet sind.
10. Filmauftragswerk nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsschicht härter ist als die Funktionsschicht, insbesondere um den Faktor 10 bis 100 härter als die Funktionsschicht ist.
1 1 . Filmauftragswerk nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Rakelelement als Rakelstab oder Rakelklinge ausgebildet ist.
12. Filmauftragswerk nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass alle Drucksensoren entlang einer parallel zur Drehachse der Walzen verlaufenden Geraden angeordnet sind.
13. Filmauftragswerk nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Beschichtungsmedium eine pigmenthaltige oder stärkehaltige Mischung ist.
14. Verfahren zum Auftrag eines flüssigen oder pastösen Beschichtungsmediums auf zumindest eine Seite einer laufenden Faserstoffbahn, insbesondere Papier- oder Kartonbahn, bei dem das Beschichtungsmedium auf eine Auftragswalze vor einem durch die Auftragswalze und einem Rakelelement gebildeten zweiten Nip im Überschuss aufgebracht und zur Ausbildung eines Films des Beschichtungsmediums auf der Auftragswalze durch das Rakelelement im zweiten Nip wieder teilweise abgetragen wird und der Film nachfolgend in einem ersten Nip von der Auftragswalze auf eine mit dieser in Kontakt kommenden Seite der Faserstoffbahn übertragen wird, dadurch gekennzeichnet, dass das sich im ersten Nip und im zweiten Nip in Maschinenquerrichtung einstellende Druckprofil mittels im Bezug der Auftragswalze eingebetteten Drucksensoren ermittelt wird.
15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das
Druckprofil vor und/oder während des Auftrags des Beschichtungsmediums auf die Faserstoffbahn ermittelt wird.
16. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche 14-15, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckprofil im ersten und zweiten Nip mittels im Bezug der Auftragswalze eingebetteten und in Maschinenquerrichtung nebeneinander angeordneten Drucksensoren, die mit einer Auswerteeinheit kommunizieren ermittelt wird.
17. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche 14-16, dadurch gekennzeichnet, dass die Faserstoffbahn mittels zwei durch ein Walzenpaar bereitgestellten und zwischen sich den ersten Nip bildenden Auftragswalzen gleichzeitig beidseitig mit dem Beschichtungsmedium beschichtet wird, wobei das Beschichtungsmedium auf die jeweilige Auftragswalze vor einem durch die jeweilige Auftragswalze und einem dieser zugeordneten Rakelelement gebildeten zweiten Nip im Überschuss aufgebracht und zur Ausbildung eines Films des Beschichtungsmediums auf der jeweiligen Auftragswalze durch das jeweils zugeordnete Rakelelement im jeweiligen zweiten Nip wieder teilweise abgetragen wird und der Film nachfolgend im ersten Nip von der jeweiligen Auftragswalze auf die jeweilige mit dieser in Kontakt kommenden eine Seite der Faserstoffbahn übertragen wird, wobei das sich im jeweiligen ersten Nip und das sich im zweiten Nip in Maschinenquerrichtung einstellende Druckprofil mittels im Bezug der jeweiligen Auftragswalze eingebetteten Drucksensoren ermittelt wird.
18. Verfahren zur Herstellung einer beschichteten Faserstoffbahn, insbesondere Papier,- Karton- oder Tissuebahn, mit den folgenden Schritten:
- Bildung der Faserstoffbahn aus einem Faserstoffgemisch mit einem
Stoffauflauf und einer Formierpartie,
- Entwässerung der Faserstoffbahn in einer Pressenpartie,
- Vortrocknung der Faserstoffbahn bis auf einen bestimmten Trockengehalt, - zumindest mehrmaliger Auftrag eines Beschichtungsmediums mittels dem Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche 14-18,
- Nachtrocknung der beschichteten Faserstoffbahn, wobei
zumindest ein Auftrag eines Beschichtungsmedium on-line in der Maschine erfolgt und die Herstellung der Faserstoffbahn bei einer
Maschinengeschwindigkeit von 1200 Meter / Minute oder mehr, insbesondere bei einer Maschinengeschwindigkeit von 1500 Meter / Minute oder mehr erfolgt.
19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die
Faserstoffbahn eine bedruckbare Faserstoffbahn ist und bei zumindest einem Auftrag eine pigmenthaltiges Beschichtungsmedium auf die Faserstoffbahn aufgebracht wird.
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