EP3697543A1 - Vorhang-auftragswerk und verfahren zum auftragen eines auftragsmediums - Google Patents

Vorhang-auftragswerk und verfahren zum auftragen eines auftragsmediums

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EP3697543A1
EP3697543A1 EP18782395.0A EP18782395A EP3697543A1 EP 3697543 A1 EP3697543 A1 EP 3697543A1 EP 18782395 A EP18782395 A EP 18782395A EP 3697543 A1 EP3697543 A1 EP 3697543A1
Authority
EP
European Patent Office
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curtain
air
medium
applicator
application
Prior art date
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Granted
Application number
EP18782395.0A
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English (en)
French (fr)
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EP3697543B1 (de
Inventor
Benjamin Méndez-Gallon
Christoph Henninger
Tadashi Sasa
Toshihiro Katano
Akio Hirano
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 EP3697543A1 publication Critical patent/EP3697543A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP3697543B1 publication Critical patent/EP3697543B1/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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    • 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
    • B05C5/005—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
    • 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
    • D21H23/30—Pretreatment of the paper
    • 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
    • B05C9/00—Apparatus or plant for applying liquid or other fluent material to surfaces by means not covered by any preceding group, or in which the means of applying the liquid or other fluent material is not important
    • B05C9/06—Apparatus or plant for applying liquid or other fluent material to surfaces by means not covered by any preceding group, or in which the means of applying the liquid or other fluent material is not important for applying two different liquids or other fluent materials, or the same liquid or other fluent material twice, to the same side of the work
    • 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
    • B05D1/30—Processes for applying liquids or other fluent materials performed by gravity only, i.e. flow coating
    • B05D1/305—Curtain coating
    • 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
    • B05D2252/00—Sheets
    • B05D2252/02—Sheets of indefinite length

Definitions

  • the invention relates to a curtain commissioned work according to the preamble of claim 1 and a method for coating a moving material web, in particular a fibrous web according to the preamble of claim 1 1st
  • a coating In the production of fibrous webs such as paper or board webs, a coating, a so-called line, is frequently applied to one or both sides of the material web to improve the surface properties.
  • the coating has been established by means of a curtain applicator in recent years.
  • curtain coaters are often used in the paper or B & P production to achieve a particularly high quality of coating with low use of the expensive coating color. Curtain applicators are therefore often used to produce the uppermost, the so-called cover layer. Since the top layer of the paper or B & P web is the layer which determines the appearance of the paper or board, the top layer is subject to particularly high quality requirements.
  • a high quality of the coating is also an important quality criterion when using such applicators in layers for layers below the cover layer.
  • Curtain applicators for coating a moving material web with at least one liquid and / or pasty application medium generally have an applicator head which comprises at least one trailing edge extending substantially across the width of the applicator head, at which the application medium leaves the applicator head in the form of a free-falling curtain ,
  • Such a curtain is particularly susceptible to air currents. Especially in applications where a large curtain height is needed or desired, or at low flow rates of coating color, the curtain is particularly sensitive.
  • drag material is carried along by the material web itself, which can disturb the curtain.
  • various devices for air boundary layer removal are known from the prior art. For example, DE 10 2008 040 419 and DE 10 2008 040 405 are cited.
  • curtain applicators In order to degas the paint of curtain applicators, ie, to ensure that the coating color can pass out of the applicator head of the curtain applicator without air bubbles, vacuum degassing devices are also used which must be operated at low temperature to prevent the coating from boiling. Due to the cool coating color, which is performed in the gun, the warm ambient air at the gun, especially at the trailing edge of the gun can condense and condensate drops on the fibrous web to be produced or condensate drops on the nozzle lip disturb the liquid curtain and with stripes generate less stroke. To prevent this, curtain applicators are usually operated in a surrounding enclosure or encapsulation, which is air-conditioned.
  • a major disadvantage of such air-conditioned enclosures is that the air conditioning is very expensive, both in the purchase as well as during operation.
  • a further object of the invention is to propose a curtain application unit in which the curtain remains largely unaffected by air currents even at a greater curtain height or a lower application quantity of application medium.
  • Another object of the invention is to allow easy maintenance and control of the curtain applicator, so that the curtain is not affected by the movements of the operator or only to a very limited extent.
  • a further object of the invention is to propose a compact and flexible design for a curtain applicator, in order to enable retrofitting even in tight spaces and given web guide.
  • a curtain coater is provided for applying a liquid or pasty application medium on at least one surface of a moving material web, in particular a fibrous web.
  • the curtain applicator comprises an applicator head, with at least one substantially over the width of the application skopfes extending tear-off edge at which the application medium leaves the gun in the form of a free-falling curtain.
  • at least one rinsing device is provided, by means of which at least one of the at least one spoiler edge is acted upon by a flowing gaseous rinsing medium.
  • At least one blocking device is provided, which is suitable for keeping air movements of the ambient air away from the curtain.
  • the locking device according to the invention ensures that the curtain remains largely unaffected by air currents even at a greater curtain height.
  • the curtain applicator can adapt to the circumstances of the installation situation, the running of the web, etc., that maintenance and control of the curtain commissioned work is easily possible without the curtain being significantly influenced by the movements of the operator.
  • at least one rinsing device is provided by means of which at least one of the at least one spoiler is acted upon or acted upon by a flowing gaseous rinsing medium, it is achieved that in the region of the spoiler edge little or no ambient air can accumulate at the spoiler edge can condense.
  • the invention may be possible by the invention to dispense with the usual complete housing of the curtain applicator together with a part of the moving web. This simplifies the design and installation of the curtain applicator in a coating system significantly in tight spaces, and also significantly reduces the costs incurred.
  • the invention also has a high degree of flexibility with regard to the possibilities of the web guide, since many restrictions of the web guide resulting from a fixed housing are now eliminated.
  • the application head preferably comprises at least one transverse distribution chamber and a nozzle gap with exit opening connected to it such that the application medium coming from the transverse distribution chamber via the nozzle gap to the exit opening leaves the application head at the exit opening, wherein the at least one separation edge is formed by at least part of the exit opening.
  • the exit opening can provide a first and a second spoiler edge, wherein, when the applicator head is used as intended in the running direction of the material web, the first spoiler edge is arranged at the front and the second spoiler edge at the rear.
  • a first and / or a second rinsing device is or are arranged such that, when the applicator head is used as intended in the direction of travel of the material web, the first rinsing device acts on the first rupture edge from the front with the rinsing medium and the second rinsing device applies the second rupture edge acted upon from the back with the flushing medium.
  • the applicator head comprises at least one transverse distribution chamber and a nozzle gap with outlet opening connected thereto and an adjoining sliding surface which in turn adjoins the tear-off edge such that viewed in the direction of flow of the application medium From the transverse distribution chamber via the nozzle gap and the outlet opening coming application medium flows after the outlet opening on the sliding surface to the trailing edge and leaves the applicator head at the trailing edge.
  • the at least one purging device can be arranged outside the nozzle gap.
  • the at least one flushing device is designed and arranged such that the flow of the gaseous flushing medium is directed in the direction of the free-falling curtain.
  • the applicator head comprise a housing block, in particular of a metallic material, in which the transverse distribution chamber and the nozzle gap are arranged, wherein the housing block is at least partially surrounded by an outer lining and / or a thermally insulating layer which in contact with the environment comes.
  • the metallic material may in particular be a steel, in particular an alloyed or unalloyed stainless steel.
  • the classification of steels or stainless steels can be found in DIN EN 10020.
  • the housing block entirely or only partially made of the metallic material, in particular the steel.
  • a proportion of more than 90% by weight can be advantageous.
  • the outer lining may in this case, for example, at least in sections by at least one flat and / or bent sheet or by at least one flat and / or curved plastic plate such as.
  • a plexiglass be provided or include.
  • the outer lining may be at least partially thermally decoupled from the housing block by the thermally insulating layer.
  • the thermally insulating layer is arranged at least in sections between the outer lining and the housing block.
  • the outer lining which is thermally decoupled from the housing block, ensures that the ambient air does not come into direct contact with the "cool" housing block through which the application medium is conducted.
  • a heating of the housing block is prevented by warmer ambient air, which can lead to a deformation of the housing block Due to the high demands on the accuracy of the nozzle gap, for example, even small deformations can have a great influence on the quality of the coating
  • Nozzle insulation allows the profile quality of the coating in the CD direction to be kept constant.
  • the outer lining may also be formed at least in sections by a thermally insulating layer.
  • a thermally insulating layer Experiments by the applicant have shown that a very stable operation of the curtain applicator can be achieved in particular by combining a - at least partially thermal insulation of the housing block with the rinsing of at least one spoiler edge with a gaseous flushing medium such as air.
  • the thermally insulating layer comprises a foam material and / or a honeycomb structure and / or glass wool and / or mineral wool or is formed by one or more of the foregoing.
  • the thermally insulating layer is formed by a gaseous insulating medium which is arranged or guided in a gap between the housing block and the outer cladding, wherein in particular the gap in the region of the trailing edge in the range 0.5 mm - 50 mm, preferably 2- 10mm, is.
  • the gaseous insulating medium is at least partially, preferably completely, provided by the flowing gaseous flushing medium. In this case, isolation of the housing block as well as flushing of the at least one tear-off edge can be provided in a particularly simple manner.
  • the gaseous insulating medium and / or the gaseous flushing medium in particular air
  • the air has been conditioned prior to use as a flushing medium and / or insulation medium with respect to their temperature and / or their moisture content.
  • at least one blocking device it can be provided that at least one blocking device is arranged in the direction of travel of the material web before or after the application head.
  • two or more locking devices may be provided, wherein at least one locking device is arranged in front of the gun and at least one locking device after the gun.
  • the at least one blocking device in particular all blocking devices, may comprise means for producing an air shield, in particular one or more air nozzles.
  • the flow direction of the air of the air shield has a component which points from the applicator head path and / or has a component which points away from the material web.
  • the blocking effect of the locking device we realized in these embodiments, that specifically an air flow is generated, which is directed so that it does not disturb the curtain.
  • the air flow of the air shield should be dimensioned so strong that the air movements of the ambient air, which are generated for example by the movement of the operator, not, or penetrate only very greatly mitigated through the air shield.
  • the air shield will often extend at least over the width of the material web, or the width of the curtain, or go a little beyond.
  • the amounts of air can advantageously be in the range between 0.2 m 3 / min / m and 12 m 3 / min / m. Particularly preferably, the amounts of air can be between 0.5 m 3 / min / m and 0.9 m 3 / min / m. Alternatively, the amounts of air may be more than 1.2 m 3 / min / m, in particular between 2.4 and 9 m 3 / min / m.
  • the information on the air volume is measured at 20 ° C and 1 bar pressure.
  • Another great advantage of this air shield is that the operator can simply turn off the air shield for repair or maintenance work, or even can easily reach through the air shield.
  • An optionally complex disassembly of a permanently installed rigid device can be omitted.
  • a suitable receptacle or sample carrier through the air shield through to Curtain be led. For this neither the order process has to be interrupted nor the air shield switched off.
  • the distance of the locking device to the applicator head is less than 150 cm, in particular less than 100 cm, particularly preferably less than 50 cm.
  • the risk can be reduced that in the space between the barrage and the curtain applicator air movements are generated, which can interfere with the curtain.
  • a distance of 20 cm or more, in particular 25 cm or 30 cm and more can be selected. Such positioning makes the attachment of the air nozzles easier. On the other hand, it can also be avoided that a suction is generated by the rising air of the air shield, which can disturb the curtain.
  • the flushing device and the at least one blocking device are connected to a common air supply.
  • the common air supply can be a central compressed air supply, which is usually present anyway in the production hall. Such a common air supply reduces especially the investment costs of the system.
  • fans or compressors can be used as air pressure generator for the air shield and / or the purging devices, for example. It can unconditioned air, are used, which is taken for example directly from the environment of the curtain commissioned work. But it can also be provided facilities for conditioning the air, especially for adjusting the temperature and humidity.
  • the purging device or purging devices are operated with air of a higher air pressure than the air shield or shields.
  • purging devices can be operated by means of the central compressed air supply, while the air shield is generated by a fan or compressor
  • the nozzles used with compressors usually have slot widths of less than 0.8 mm.
  • the air jets, which are operated with fans for the production of air shields usually have slot width gap widths of less than 3 mm.
  • Air nozzles with compressors work with high static pressures ( ⁇ 10 bar).
  • Air nozzles with fans usually operate at low static pressure ( ⁇ 1 bar).
  • the purging devices and the air shields are operated with different compressed air generators, it may be advantageous that they are connectable to the same compressed air generator. So it may be advantageous, for example, if the air shield in the event of failure of the fan or compressor is also connectable to the central compressed air supply, which also the Rinsing supplies supplied, and thus can be operated easily uncomplicated.
  • the connectivity can be realized for example via a stopcock or the like. But it can also be provided that, for example, a hose connection must be changed over. It is essential that the connection can be made quickly without major structural measures.
  • the curtain applicator has means to adjust the temperature of the flushing medium and / or the application medium. It is advantageous that the temperature of the flushing medium is between the temperature of the environment and the temperature of the application medium or below the temperature of the application medium or below the temperature of the ambient air.
  • the means are in particular designed to adjust the temperature of the flushing medium in the range from 0.4 times to 1.5 times, preferably from 0.6 times to 1.5 times the temperature of the environment and / or the application medium ,
  • the information on multiples should refer here to the temperature value in ° C.
  • the means for adjusting or matching the temperature of the flushing medium and / or the temperature of the application medium may in particular include heating and / or cooling devices and temperature measuring devices, by means of which the temperature of the flushing medium and the application medium can be measured and adjusted to a desired value.
  • the means further comprise a control and / or regulating device with which the heating and / or cooling devices are automatically controlled and / or controlled on the basis of the measured temperatures of the flushing medium and the application medium and the set temperatures for the flushing medium and the application medium.
  • the curtain applicator comprises means for dehumidifying the flushing medium or to reduce the moisture content of the flushing medium.
  • various direct or indirect means may be provided.
  • a dehumidifying device can be provided which is assigned directly to the curtain applicator, in particular the rinsing device.
  • the flushing medium is air, which is taken from the compressed air system of the factory or factory.
  • This air is usually already conditioned to a certain humidity and temperature. Depending on the application, this already performed for the compressed air system of the factory already dehumidifying the air may be sufficient.
  • the means for dehumidifying the compressed air can be added as an indirect means for dehumidifying the curtain applicator.
  • the curtain applicator comprises means, in particular sensors for determining the temperature of the application medium and / or the temperature of the flushing medium and / or the relative humidity of the flushing medium.
  • the invention makes it possible in particular for the curtain applicator to have no housing. In this case, a particularly compact design and a very high flexibility in the guidance of the web are possible.
  • the curtain applicator has an enclosure, the enclosure is not air-conditioned.
  • the enclosure is particularly designed to at least surround the application head and the area where the curtain of application medium meets the fibrous web. It can be provided that such an enclosure is not completely closed, and is eg only open to the top or to one side. Since the enclosure is not air-conditioned, this is easily possible. Furthermore, it may be advantageously provided that the distance of the opening from the material web is at least 100 mm. In many preferred applications, the distance can be between 120 mm and 180 mm. But it can also occur distances of more than 200 mm, or more than 300mm. In such an embodiment, the drop height of the curtain during curtain application is comparatively very large. The curtain here is also very susceptible to disturbances, especially for air movements of the ambient air. The invention can be advantageously used in such an embodiment.
  • the at least one blocking device comprises a plate which is fastened to or in the immediate vicinity of the application head and extends substantially parallel to the curtain.
  • a plate can be viewed in the running direction of the material web, be mounted before or after the curtain.
  • a further plate can also be provided, which is fastened to or in the immediate vicinity of the applicator head. In that case, one plate will often be provided in front, and the other plate behind the curtain.
  • one or both of these plates are provided at a distance from the curtain of less than 100 mm, preferably less than 50 mm.
  • the curtain coater can still include a stripping device, which is suitable to keep entrained with the material web drag air away from the curtain.
  • a stripping device can usually be arranged in the running direction of the material web in front of the applicator head.
  • Stripping devices are known, for example, so-called air-cutters (air-cut) in the industry.
  • the stripper extends until just before the impact of the curtain.
  • this scraper acts only against the air boundary layer in the immediate vicinity of the moving web and is not suitable air movements of the ambient air, which are generated for example by the movement of the operator or rotating machine parts to keep away from the curtain.
  • the outer lining is at least in the area of the spoiler edge arranged and designed such that it does not affect the free fall of the curtain.
  • the housing block comprises a first and a second housing block part and the transverse distribution chamber and the nozzle gap are formed by a cavity formed between the two housing block parts.
  • the two housing block parts by connecting means, in particular screws, connected to each other.
  • the first housing block part comprises a first nozzle lip providing the first trailing edge and the second housing block part comprises a second nozzle lip providing the second trailing edge, which are adjustable relative to one another such that the width of the nozzle gap in the region of the outlet opening in the transverse direction the applicator head, and thus in the transverse direction of the fibrous web, is individually adjustable.
  • the application head according to the invention can be constructionally constructed particularly simply with an adjustable nozzle gap.
  • the applicator head has an upper side and a lower side and the outlet opening is arranged on the underside.
  • the flushing medium which at least partially provides the isolation medium is in one of the direction of flow directed towards the bottom, in particular from the top to the bottom, to the region of the tear-off edge.
  • the conditioned flushing medium e.g., air
  • the conditioned flushing medium should have a suitable humidity and temperature such that the formation of condensed water, e.g. can be safely avoided or eliminated on the lips of the gun or its demolition edge.
  • the object is achieved by a method for coating a moving material web with at least one liquid and / or pasty application medium by means of a curtain applicator, in particular a curtain applicator according to one aspect of the invention.
  • the method is characterized in that the application medium leaves the application head in the form of a freely falling, single or multilayer curtain which subsequently enters the material web, the region of at least one of the at least one separation edge being exposed to a flowing gaseous rinsing medium.
  • the curtain applicator comprises a blocking device, which in turn comprises means for generating an air shield.
  • These may in particular be one or more air nozzles.
  • the speed of the air of the air shield can be in particularly advantageous embodiments between 10 m / s and 60 m / s, in particular between 20 m / s and 50 m / s.
  • Advantageous amounts of air can be in the range between 0.2 m 3 / min / m and 1, 2 m 3 / min / m. In particular, the amounts of air can be between 0.5 m 3 / min / m and 0.9 m 3 / min / m.
  • the air shield can be produced by means of a slot nozzle which has a slot width between 1 mm and 5 mm, in particular between 2 mm and 4 mm.
  • the values of the above table are merely illustrative of the invention, but in no way constitute a limitation.
  • the treatment may, for example, include filtering and / or dehumidifying and / or heating or cooling.
  • An advantageous embodiment of the method is characterized in that by the application head, the application medium with a flow rate of less than 10 l / min * m, in particular less than 6 l / min * m, more preferably between 2 l / min * m and 5 l / min * m is applied.
  • This will be a comparatively thinner Curtain generated, which can be particularly easily influenced by air movements of the ambient air.
  • the use of a curtain applicator device according to the invention with a locking device is particularly advantageous. In particular, even if the drop height of the curtain is more than 100mm, more than 200 mm, or even 300mm and more.
  • the application medium may also be advantageous to apply the application medium at a greater flow rate, for example 20 l / min * m, 25 l / min * m or more. In this way, order quantities of 20 g / m 2 or even 30 g / m 2 can be realized
  • the material web is moved at a speed of between 100 m / min and 1200 m / min, in particular between 200 m / min and 800 m / min.
  • the composition and / or the thickness of the curtain must be adjusted accordingly, which in turn makes the curtain more susceptible to ambient air.
  • the use of a curtain applicator device according to the invention with a locking device is again particularly advantageous.
  • the method can also be used advantageously at speeds above 800 m / min, e.g. at 1000 m / min, 1200 m / min, 1500 m / min or more
  • the invention is very advantageous, in particular but not exclusively in combination with a height of the curtain of 100mm or more.
  • line weights shown here between 8 g / m 2 and 14 g / m 2 are quite common. However, line weights of up to 20 g / m 2 or more can also be realized with the method according to the invention or the device according to the invention.
  • the gaseous flushing medium may in particular be air.
  • the purging medium e.g., air
  • the purging medium should have a suitable moisture and temperature so that the formation of condensation, e.g. can be safely avoided or eliminated on the lips of the gun or its demolition edge.
  • the temperature of the flushing medium may be smaller, greater than or equal to the temperature of the application medium.
  • a preferred embodiment of the method provides that the temperature of the flushing medium is maintained between the temperature of the environment and the temperature of the application medium.
  • the temperature of the flushing medium is slightly, for example less than 10 ° K, especially 7 ° K or 5 ° K, below the temperature of the application medium and / or below the temperature of the ambient air. It is conceivable in this context, in particular, that the temperature of the flushing medium in the range of 8 ° C to 55 ° C, preferably from 18 ° C to 40 ° C, that of the application medium in the range of 18 ° C to 40 ° C, preferably 25 ° C is up to 35 ° C and the temperature of the environment is less than 65 ° C.
  • the temperature of the flushing medium deviates by up to 7 ° K, more preferably by a maximum of 5 ° K, downwards or upwards from the temperature of the application medium.
  • the temperature of the flushing medium is greater than the temperature of the application medium.
  • the temperature of the flushing medium between 4 ° K and 25 ° K, especially between 7 ° K and 15 ° K be greater than the temperature of the application medium.
  • the relative humidity of the purge medium is less than 100 RH%.
  • the relative humidity of the flushing medium is less than 80% RH or less than 70% RH.
  • the temperature of the housing block will essentially correspond to the temperature of the application medium. (Possibly with 1 ° K, 2 ° K or a maximum of 5 ° K difference). The trailing edge will then assume the same temperature.
  • the flushing medium In applications where the temperature of the flushing medium, e.g. the scavenging air is higher than that of the application medium, the flushing medium is cooled down in the direction of the temperature of the application medium when the spoiler edge or the remaining parts of the housing block. This increases the relative humidity of the flushing medium. If the temperature of the flushing medium falls below the dew point, undesirable condensation may occur.
  • the moisture content of the flushing medium is kept so low -ggf. by an upstream dehumidification - that this condensation at the die lips and / or the tear-off edges are avoided.
  • the temperature of the flushing medium is greater than the temperature of the application medium, and the moisture content of the flushing medium is adjusted so that the dew point of the flushing medium above the temperature of the application medium, in particular more than 2 ° K above the temperature of the application medium lies.
  • the relative humidity of the flushing medium remains then even after cooling at the trailing edge far below 100% RH, for example, at 80% RH, 70% RH or less, so that no condensation on the die lips or on the Abrissitate arises.
  • the outflow velocity of the rinsing medium is between 6 m / min and 40 m / min, in particular between 12 m / min and 20 m / min
  • the exit speed of the application medium from the application head is between 10 m / min and 200 m / min, in particular between 16 m / min and 66 m / min.
  • the outflow velocity of the flushing medium is between 40% and 140%, in particular between 50% and 100% of the exit velocity of the application medium.
  • FIG. 1 shows schematically a curtain coater according to the prior art.
  • Figure 2 shows a curtain applicator according to one aspect of the invention
  • FIGS 3 and 4 show schematically each a part of a curtain applicator according to further aspects of the invention.
  • FIGS 5 to 11 show possible implementations of an applicator head in accordance with various aspects of the invention.
  • Figure 1 shows a curtain applicator as known in the art.
  • the material web 4 is guided through a slot in an enclosure 30 inside. Supported by two rollers 3, it is guided under an applicator head 1, whereby a curtain 2 of application medium is deposited on the material web 4.
  • the material web 4 is guided out of the housing through a further slot.
  • an air scraper 5 in particular an air-cut is provided.
  • the housing 30 is conditioned by means of air conditioning 31. Without suitable air conditioning, such a housed curtain applicator can not be operated stably.
  • the material web 4 is usually deflected by a non-contact deflecting element 32, which is also known as air-turn 32, and optionally forwarded to a drying.
  • the housing 30 requires a relatively large amount of space. In addition, the necessary air conditioning in purchase and operation is associated with considerable costs.
  • FIG. 2 shows a curtain applicator according to one aspect of the invention.
  • a head 1 is provided, from which the curtain 2 is applied to the moving material web 4.
  • the application head 1 comprises at least one flushing device, by means of which at least one separation edge can be acted upon by a flowing gaseous flushing medium such as, for example, air.
  • the outer lining is in many embodiments, at least in sections by a thermally insulating layer decoupled from the housing block in the Netherlands. This is very advantageous, but may also be possible to dispense with such isolation.
  • the material web 4 moves in the machine direction MD from left to right.
  • the order takes place here between two guide rollers 3, over which the material web is guided. However, this is not necessary for the invention.
  • the order can for example also take place on a roller.
  • a stripping device 5 is provided in the direction of the web 4 seen in front of the curtain 2. It can for example be designed as a so-called air-cut. Alternatively, however, it can also be provided, for example, that the stripping device 5 comprises or consists of a brush, foil or lip which can be applied to the material web 4. Both embodiments can fulfill the important function of the stripping device 5, namely to reduce or remove the air boundary layer entrained by the material web 4.
  • the curtain applicator in Figure 2 also shows two locking devices 9, wherein a locking device 9 is arranged in front of the application head 1, and a further locking device 9 after the application head 1.
  • a nozzle arrangement 6 is provided.
  • These air nozzles 6 each generate an air shield 9, which achieves the desired barrier effect, namely to keep air movements of the ambient air away from the curtain 2.
  • the air shield is here in both locking devices 9 directed so that the flow velocity of the air has a component which faces away from the applicator head 1 and also has a component which faces away from the material web 4. In this way, a disturbing influence of the air shield on the web run or the curtain stability can be avoided most effectively.
  • the curtain applicator unit is very flexible and can also be well integrated into existing installations. On the one hand - especially in the absence of an enclosure - can be built very compact.
  • the Curtain coater requires only a relatively small space in the cross machine direction. In addition, however, the web guide of the material web 4 can be adjusted. In a closed curtain applicator the web is fed in and out through a gap in the housing. This gap is fixed. In addition, it is usually designed to be very narrow in order to ensure adequate air conditioning of the enclosure.
  • FIG. 2 shows by way of example that such restrictions are largely eliminated with curtain coating units according to the invention.
  • the dashed curves 4a and 4b show two possible courses of the material web 4, 4a, 4b before the order.
  • the guide rollers 3a and 3b can be positioned comparatively close to the commissioned work.
  • the curtain applicator shown in Figure 3 comprises an applicator head 1, from which a curtain 2 is applied under the influence of gravity on a material web 4, for example a paper or board web.
  • the material web 4 is diverted by means of a guide roller 3, that their course extends substantially horizontally below the curtain 2.
  • the impact point of the curtain is viewed here in the running direction of the material web 4 slightly behind the guide roller 3.
  • the entrained with the material web 4 drag air is kept away from the curtain 2 here by a stripping device 5.
  • suitable stripping devices 5 for example so-called air knives (air-cut) are known in the industry. Frequently, the stripping device 5 extends to shortly before the point of impact of the curtain.
  • the inventive at least one locking device 9, 9a, 9b in the form of two plates 9a and 9b realized.
  • the two plates 9a, 9b are fastened here directly to the applicator head. While it is in principle also possible to fix the plates elsewhere, the attachment directly to the application head 1 has the advantage that the distance of the plates 9a, 9b to the curtain 2 is extremely low. Distances of less than 100mm, and even less than 50mm are feasible here. This leads to a very compact design.
  • the environment around the applicator head for example the deflecting roller 3 or the stripping device 5, is free for maintenance work and the like during operation accessible, without the curtain 2 is disturbed by the resulting movement of the ambient air.
  • FIG. 4 shows a curtain applicator according to a preferred aspect of the invention.
  • the at least one locking device 9, 9a, 9b realized by an air shield 9.
  • the air shield 9 From an air nozzle 6, or a row of nozzles 6, the air exits to produce the air shield 9.
  • the direction of flow of the air, and thus the orientation of the air shield 9 can go vertically upwards, or be slightly inclined to this direction.
  • this inclination will be directed away from the applicator head 1, and thus also away from the curtain 2, in order to avoid influencing the curtain 2 by the air shield 9.
  • the air shield 9 can extend at least over the entire width of the curtain 2 in the cross machine direction.
  • the air nozzle 6 or nozzle row 6 is fastened directly to a stripping device 5. This may be advantageous, but depending on the situation, other possibilities of attachment may be possible and useful.
  • the distance of the air shield to the gun less than
  • FIG. 5 shows - in a cross-sectional view in a plane parallel to the web running direction MD and perpendicular to the web CD transverse direction (CD extends perpendicular to the plane of Figures 5-1 1) - a first embodiment of an applicator head 1 according to the invention for producing a single-layer free-falling curtain.
  • 2 a liquid and / or pasty application medium for coating a moving material web.
  • the application head 1 has a transverse distribution chamber 23 and a nozzle gap 24 connected to this outlet opening 25 such that the of the transverse distribution chamber 23rd Application medium coming from the nozzle gap 24 to the outlet opening 25 leaves the application head 1 at the outlet opening 25.
  • the outlet opening 25 provides a front tear-off edge 26 which is viewed in the web running direction MD and a rear tear-off edge 27 which is viewed in the web running direction MD.
  • the application head 1 comprises a first flushing device 28 and a second flushing device 29, which are designed and arranged such that, when the application head 1 is used as intended in the web running direction of the material web 4, the first flushing device 28 is the first flushing device 28 Tear-off edge 26 from the front with a, by a flowing flushing medium 13 (dash-dotted line with arrow) acted upon and the second flushing device 29, the second tear-off edge 27 from behind with a flowing flushing medium 14 (dash-dotted line with arrow) acted upon.
  • the two flushing devices 28, 29 are arranged outside the nozzle gap 24. In the present case, each of the two flushing devices provides a flushing medium in the form of air.
  • the application head 1 comprises a housing block made of a metallic material, advantageously a steel, in which the transverse distribution chamber 23 and the nozzle gap 24 are arranged.
  • the housing block comprises a first housing block part 10 (in the present embodiment, front housing block part 10) and a second housing block part 1 1 (in the present embodiment, the rear housing block part 1 1), wherein formed by a formed between the two housing block parts 10, 1 1 cavity the transverse distribution chamber 23 and the nozzle gap 24 are formed.
  • the first housing block part 10 comprises a first nozzle lip 10. 1, which provides the first tear-off edge 26 in the region of the outlet opening 25 of the nozzle gap 24.
  • the second housing block part 1 1 comprises a second nozzle lip 1 1 .1, which provides the second tear-off edge 27 in the region of the outlet opening 25 of the nozzle gap 24.
  • the two nozzle lips 10.1 and 11.1 are adjustable relative to one another such that the width of the nozzle gap 24 in the region of the outlet opening 25 in the transverse direction of the application head 1 is individually adjustable.
  • the housing block is partially surrounded by an outer lining 12.1, 12.2, which comes into contact with the environment.
  • the outer lining 12.1, 12.2 in this case has a front part of the outer lining 12.1 in the direction of web travel MD in the form of a bent sheet metal and a rear part of the outer covering 12.2 in the direction of web travel MD in the form of a bent sheet metal.
  • the outer lining 12.1, 12.2 is arranged and formed in the region of the tear-off edges 26, 27 in such a way that it does not impair the free fall of the curtain 2.
  • the outer lining 12 is at least partially thermally decoupled from the housing block 10, 1 1 by a thermally insulating layer.
  • the thermally insulating layer between the front part of the outer lining 12.1 and the front housing block part 10 is formed by a gaseous insulating medium, which is guided in a gap between the front housing block part 10 and the front part of the outer lining 12.1 and by the flowing gaseous rinsing medium 13 the first rinsing device 28 is provided.
  • the upper part of the gap between the rear housing block part 1 1 and the rear part of the outer lining 12. 2 in FIG. 5 is formed by a foam material.
  • the lower part of the gap between the rear housing block part 1 1 and the rear part of the outer lining 12.2, which adjoins the upper part in FIG. 5, is formed by a gaseous insulating medium which flows through the flowing gaseous flushing medium 14 is provided from the second rinsing device 29.
  • the rinsing medium flows in a direction of flow directed from the top to the bottom towards the two rupture edges 26, 27.
  • FIGS. 6 to 11 For the following discussion of FIGS. 6 to 11, it should be noted that only the differences from the respectively explicitly mentioned embodiment (eg that of FIG. 5) are discussed and that identical or similar technical objects or features are designated by the same reference numerals.
  • FIG. 6 shows a variant of the application head 1 shown in FIG.
  • both rinsing devices 28, 29 in the lower region of the application head. 1 appropriate.
  • Both the upper part of the gap between the rear housing block part 1 1 and the rear part of the outer panel, 12.2, as well as the upper part of the gap between the front housing block part 10 and the front part of the outer panel, 12.1 is in this case wholly or at least partially by a foam material filled.
  • FIG. 7 shows a second embodiment of an application head 1 according to the invention for producing a single-layer, freely falling curtain 2.
  • the application head of Figure 7 differs from the application head shown in Figure 5 essentially in that the applicator head of Figure 7 both purging devices 28, 29 in the lower region of the application head 1, i. At the height of the die lips 10.1 and 1 1 .1 are arranged and the outer panel 12.1 and 12.2 in front of and behind the curtain in the direction of the free-falling curtain 2 up to 100 millimeters on the two demolition edges 26, 27 projecting at the outlet opening 25, whereby the freely falling curtain 2 is shielded from disturbing environmental influences such as air currents.
  • the front part of the outer covering 12.1 comprises a deflection plate 12.1 .1.
  • the rear part of the outer lining 12.2 comprises a deflecting plate 12.2.2, whereby the flowing flushing medium 14 provided by the second flushing device 29 is deflected onto the second spoiler edge 2.
  • the thermally insulating layer between the front part of the outer lining 12.1 and the housing block 10, 11 and the rear part of the outer lining 12.2 and the housing block 10, 11 are respectively provided by air, which is not penetrated by the flushing medium 13 , 14 is provided.
  • air instead of the air, another thermally insulating layer, such as e.g. Foam, mineral wool, etc. is used.
  • FIG. 8 shows a third embodiment of an application head 1 according to the invention for producing a single-layer, freely falling curtain 2.
  • the application head 1 of FIG. 8 differs from the application head shown in FIG. 5 essentially in that the thermally insulating layer between the rear part of the outer covering 12.2 and the rear housing block part 11 is also formed by the gaseous insulation medium which is in FIG the gap between the rear housing block part 1 1 and the rear part of the outer panel 12.2 is guided and is provided by the flowing gaseous flushing medium 14 from the second flushing device 29.
  • FIG. 9 shows a further embodiment of an application head 1 according to the invention for producing a single-layer, freely falling curtain 2.
  • the application head 1 of FIG. 9 differs from the application head shown in FIG. 8 essentially in that no outer covering 12.1 and 12.2 are provided.
  • the housing block 10, 1 1 surrounded only by the thermally insulating layer which comes into contact with the environment, wherein the front housing block part 10 surrounding the thermally insulating layer by the flowing gaseous flushing medium 13 from the first flushing device 28 and the the rear housing block part 1 1 surrounding thermal insulating layer is provided by the flowing gaseous flushing medium 14 from the second flushing device 29.
  • FIG. 10 also shows an embodiment of an application head 1 according to the invention for producing a single-layer, freely falling curtain 2.
  • the application head 1 of FIG. 10 has a transverse distribution chamber 23 and a nozzle gap 24 connected to the outlet opening 25 and an adjoining sliding surface 17 which in turn is adjoined by a trailing edge 16 such that, viewed in the direction of flow of the application medium, the transverse distribution chamber 23 passes over the nozzle gap 24 and the outlet opening 25 coming application medium after the outlet opening 5 via the sliding surface 17 to the trailing edge 16 flows and leaves the applicator head 1 at the trailing edge 16.
  • the sliding surface 17 is provided by a sliding surface block 15 arranged on the front housing block part 10.
  • two flushing devices 28, 29 are provided, by means of which by means of the trailing edge 16 with the flowing gaseous flushing medium 13, 14 can be acted upon.
  • FIG. 11 shows an embodiment of an applicator head 1 according to the invention for producing a multilayer free-falling curtain 2 ' .
  • the applicator head 1 of FIG. 1 1 differs from the applicator head shown in FIG. 8 essentially in that the housing block additionally has a housing front and rear housing block part 10 ' , 1 1 ' has a housing block center part 18, and two Quererverteilkannnnern 23.1 and 23.2 are provided with each associated nozzle gap 24.1, 24.2, which meet at the outlet opening 25 to produce a two-layer free-falling curtain 2 ' .
  • the application of the two demolition edges 26, 27 and the thermal insulation of the housing block 10 ' , 1 1 ' , 18 is achieved analogously to the embodiment of Figure 8, namely loading the first separation edge 26 with the provided by the first flushing device 28 flushing medium 13 and loading the second tear-off edge 27 with the flushing medium 14 provided by the second flushing device 29, wherein the two flushing media 13, 14 respectively from the upper part of the housing block 10 ' , 1 1 ' , 18 in the gap between the outer panel 12.1 and 12.2 in a from the top to Bottom directed flow direction are performed.

Landscapes

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

Abstract

Vorhang-Auftragswerk zum Auftragen eines flüssigen oder pastösen Auftragsmediums auf zumindest eine Oberfläche einer laufenden Materialbahn, insbesondere einer Faserstoffbahn, wobei das Vorhang-Auftragswerk einen Auftragskopf umfasst mit zumindest einer sich im Wesentlichen über die Breite des Auftragskopf erstreckende Abrisskante an der das Auftragsmedium den Auftragskopf in Form eines frei fallenden Vorhangs verlässt. Dabei ist vorgesehen, dass, zumindest eine Spüleinrichtung vorgesehen ist, mittels welcher zumindest eine der zumindest einen Abrisskante mit einem strömenden gasförmigen Spülmedium beaufschlagbar ist, und dass weiterhin zumindest eine Sperrvorrichtung vorgesehen ist, welche dazu geeignet ist, Luftbewegungen der Umgebungsluft vom Vorhang fern zu halten. Zudem 11.Verfahren zur Beschichtung einer laufenden Materialbahn.

Description

Vorhang -Auftragswerk und Verfahren zum Auftragen eines Auftragsmediums
Die Erfindung betrifft ein Vorhang Auftragswerk gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren zur Beschichtung einer laufenden Materialbahn, insbesondere einer Faserstoffbahn gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 1 .
Bei der Herstellung von Faserstoffbahnen wie Papier- oder Kartonbahnen wird zur Verbesserung der Oberflächeneigenschaften häufig eine Beschichtung, ein sogenannter Strich auf eine oder beide Seiten der Materialbahn aufgetragen. Hierfür hat sich in den letzten Jahren das Beschichten mittels eines Vorhangauftragswerks etabliert.
Vorhangauftragswerke werden in der Papier- oder B&P Herstellung oftmals eingesetzt um eine besonders hohe Strichqualität bei geringem Einsatz der teuren Streichfarbe zu erreichen. Vorhangauftragswerke werden daher oftmals zur Erzeugung der obersten, der sog. Deckschicht, eingesetzt. Da die Deckschicht der Papier- oder B&P-Bahn die Schicht ist, welche die äußere Erscheinung des Papiers oder Kartons festlegt, werden an die Deckschicht besonders hohe Qualitätsanforderungen gestellt.
Jedoch ist auch beim Einsatz solche Auftragswerke in für Schichten unterhalb der Deckschicht eine hohe Qualität der Beschichtung ein wichtiges Qualtitätskriterium.
Vorhangauftragswerke zur Beschichtung einer laufenden Materialbahn mit wenigstens einem flüssigen und/oder pastösen Auftragsmedium weisen in der Regel einen Auftragskopf auf, der wenigstens eine sich im Wesentlichen über die Breite des Auftragskopf erstreckende Abrisskante umfasst an der das Auftragsmedium den Auftragskopf in Form eines frei fallenden Vorhangs verlässt.
Um einen möglichst gleichmäßigen Auftrag des Beschichtungsmediums zu gewährleisten, muss eine Störung des dünnen Vorhangs weitgehend vermieden werden. Ebenso muss vermieden werden, dass die Materialbahn bzw. die darauf abgelegte Besch ichtung durch andere Störungen wie z.B. Kondenswasser an den Düsenlippen bzw. herabtropfendes Kondenswasser beschädigt wird.
Ein solcher Vorhang ist insbesondere anfällig für Luftströmungen. Speziell bei Anwendungen, bei denen eine große Vorhanghöhe benötigt oder gewünscht wird, bzw. bei niedrigen Durchflussmengen an Streichfarbe ist der Vorhang besonders empfindlich.
Luftströmungen entstehen im Umfeld einer Papiermaschine an vielen Stellen.
So wird zum Beispiel durch die Materialbahn selbst Schleppluft mitgeführt, welche den Vorhang stören kann. Zur Entfernung von Schleppströmungen bzw. von Luftgrenzschichten sind aus dem Stand der Technik verschiedene Vorrichtungen zur Luftgrenzschicht-Entfernung bekannt. Exemplarisch seien hierzu die DE 10 2008 040 419 sowie die DE 10 2008 040 405 angeführt.
Jedoch treten auch eine Vielzahl Luftströmungen auf, die nicht durch die bewegte Materialbahn induziert sind. Ursachen solcher Strömungen können bewegte Teile der Maschine sein, aber auch die Hallenbelüftung oder die Bewegungen des Bedienpersonals. Um derartige Luftströmungen vom Vorhang fern zu halten, wurden in der Vergangenheit die Vorhang Auftragswerke eingehaust, wie z.B. in der EP 1 538 263 gezeigt. Eine solche Einhausung weist jedoch einige Nachteile auf. Zum einen muss die Einhausung relativ groß ausgeführt werden, damit das Bedienpersonal zur Kontrolle und Wartung Zugang zu dem Auftragswerk haben kann. Eine solche große Einhausung erfordert nicht nur einen entsprechend großen Platz in der Maschinenhalle, sondern ist zudem auch mit signifikanten Kosten verbunden.
In jüngster Zeit wurde auch eine alternative Lösung vorgeschlagen, bei der ein Vorhang Auftragswerk nicht durch eine begehbare Einhausung geschützt wird, sondern durch eine Haube in unmittelbarer Nähe des Auftragskopfes gekapselt ist. Bei einer derartigen Lösung ist jedoch der Auftragskopf durch Bedienpersonal nicht direkt zugänglich. Dazu muss die Haube geöffnet oder entfernt werden. Geschieht dies im laufenden Betrieb, geht dadurch die schützende Wirkung der Haube verloren. Weiterhin wirken sich bei Vorhangauftragswerken Schwankungen in Temperatur- und/oder Luftfeuchtigkeit besonders negativ auf einen stabilen Betrieb aus. Da Auftragswerke im Allgemeinen oftmals räumlich nahe an Trocknungseinrichtungen, wie Zylindertrocknungseinrichtungen und/oder Infrarot-Trocknungseinrichtungen, angeordnet sind, werden solche Auftragswerke oftmals in einer Umgebung mit hoher Umgebungstemperatur kombiniert mit hoher Luftfeuchtigkeit betrieben. Um die Streichfarbe von Vorhangauftragswerken zu entgasen, d.h. um sicher zu stellen, dass die Streichfarbe ohne Luftblasen aus dem Auftragskopf des Vorhangauftragswerks treten kann, werden ferner Vakuumentgasungseinrichtungen eingesetzt, die bei niedriger Temperatur betrieben werden müssen, um ein Sieden der Streichfarbe zu verhindern. Aufgrund der kühlen Streichfarbe, die im Auftragskopf geführt wird, kann die warme Umgebungsluft am Auftragskopf, insbesondere an der Abrisskante des Auftragskopfs, kondensieren und es können Kondensat Tropfen auf die herzustellende Faserstoffbahn fallen bzw. Kondensat Tropfen an der Düsenlippe den flüssigen Vorhang stören und Streifen mit weniger Strich erzeugen. Um dies zu verhindern, werden Vorhangauftragswerke in der Regel in einer diese umgebenden Einhausung oder Kapselung betrieben, welche klimatisiert ist.
Ein wesentlicher Nachteil solcher klimatisierten Einhausungen ist, dass die Klimatisierung sehr teuer ist, sowohl in der Anschaffung wie auch im laufenden Betrieb.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine kostengünstigere Alternative zu einer klimatisierten Einhausung zu finden, mittels der ein Kondensieren der Umgebungsluft am Auftragskopf in ähnlicher oder gleicher Weise wie mit einer Klimatisierung reduziert bzw. unterbunden werden kann, und die trotzdem eine stabilen Betrieb des Vorhangauftragswerks gewährleistet.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, ein Vorhangauftragswerk vorzuschlagen bei dem der Vorhang selbst bei einer größeren Vorhanghöhe bzw. einer geringeren Auftragsmenge an Auftragsmedium weitgehend unbeeinträchtigt von Luftströmungen bleibt. Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, eine einfache Wartung und Kontrolle des Vorhang-Auftragswerks zu ermöglichen, so dass der Vorhang durch die Bewegungen des Bedienpersonals gar nicht oder nur in sehr geringem Maß beeinflusst wird.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, eine kompakte und flexible Bauweise für ein Vorhangauftragswerk vorzuschlagen, um auch einen nachträglichen Einbau selbst bei engen Platzverhältnissen und vorgegebener Bahnführung zu ermöglichen.
Diese Aufgaben werden vollständig gelöst durch ein Vorhang-Auftragswerk gemäß dem Kennzeichen des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren gemäß dem Kennzeichen des Anspruchs 1 1 .
Dabei ist ein Vorhang-Auftragswerk vorgesehen zum Auftragen eines flüssigen oder pastösen Auftragsmediums auf zumindest eine Oberfläche einer laufenden Materialbahn, insbesondere einer Faserstoffbahn.
Das Vorhang-Auftragswerk umfasst einen Auftragskopf, mit zumindest einer sich im Wesentlichen über die Breite des Auftrag skopfes erstreckenden Abrisskante, an der das Auftragsmedium den Auftragskopf in Form eines frei fallenden Vorhangs verlässt. Erfindungsgemäß ist zumindest eine Spüleinrichtung vorgesehen, mittels welcher zumindest eine der zumindest einen Abrisskante mit einem strömenden gasförmigen Spülmedium beaufschlag bar ist.
Weiterhin ist zumindest eine Sperrvorrichtung vorgesehen, welche dazu geeignet ist, Luftbewegungen der Umgebungsluft vom Vorhangfern zu halten.
Die erfindungsgemäße Sperrvorrichtung gewährleistet, dass der Vorhang selbst bei einer größeren Vorhanghöhe weitgehend unbeeinträchtigt von Luftströmungen bleibt. Bei der Ausführung sowie der Anordnung der Sperrvorrichtung hat man, wie später noch ausgeführt, vielfältige Möglichkeiten, so dass sich das Vorhang-Auftragswerk so den Gegebenheiten der Einbausituation, des Laufs der Materialbahn etc. anpassen lässt, dass eine Wartung und Kontrolle des Vorhang-Auftragswerks einfach möglich ist, ohne dass der Vorhang durch die Bewegungen des Bedienpersonals signifikant beeinflusst wird. Dadurch, dass erfindungsgemäß zumindest eine Spüleinrichtung vorgesehen ist, mittels welcher zumindest eine der zumindest einen Abrisskante mit einem strömenden gasförmigen Spülmedium beaufschlagbar ist bzw. beaufschlagt wird, wird erreicht, dass sich im Bereich der Abrisskante wenig oder keine Umgebungsluft ansammeln kann, die an der Abrisskante kondensieren kann.
Durch die Kombination von gespülter Abrisskante und Sperrvorrichtung kann auf eine Klimatisierung komplett verzichtet werden oder eine nur sehr einfache Klimatisierung verwendet werden.
Weiterhin kann es durch die Erfindung möglich sein, auf die sonst übliche komplette Einhausung des Vorhang-Auftragswerks zusammen mit einem Teil der laufenden Materialbahn zu verzichten. Dies vereinfacht die Konstruktion und den Einbau des Vorhang-Auftragswerks in eine Beschichtungsanlage signifikant auch bei engen Platzverhältnissen, und reduziert zudem deutlich die anfallenden Kosten. Auch hat die Erfindung eine hohe Flexibilität hinsichtlich der Möglichkeiten der Bahnführung, da viele durch eine feste Einhausung entstehende Einschränkungen der Bahnführung nun wegfallen.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Vorzugsweise umfasst der Auftragskopf wenigstens eine Querverteilkammer sowie einen mit dieser verbunden Düsenspalt mit Austrittsoffnung derart, dass das von der Querverteilkammer über den Düsenspalt zur Austrittsoffnung kommende Auftragsmedium den Auftragskopf an der Austrittsoffnung verlässt, wobei die zumindest eine Abrisskante durch zumindest einen Teil der Austrittsoffnung gebildet ist. Konkret kann in diesem Zusammenhang die Austrittsoffnung eine erste und eine zweite Abrisskante bereitstellen, wobei bei bestimmungsgemäßer Verwendung des Auftragskopfs in Laufrichtung der Materialbahn betrachtet die erste Abrisskante vorne und die zweite Abrisskante hinten angeordnet ist.
Um insbesondere beide Abrisskanten zu spülen und dort ein Kondensieren der Umgebungsluft zu reduzieren oder zu verhindern sieht eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung eine erste und/oder eine zweite Spüleinrichtung vor welche derart angeordnet ist bzw. sind, dass bei bestimmungsgemäßer Verwendung des Auftragskopfs in Laufrichtung der Materialbahn betrachtet, die erste Spüleinrichtung die erste Abrisskante von vorne mit dem Spülmedium beaufschlagt und die zweite Spüleinrichtung die zweite Abrisskante von hinten mit dem Spülmedium beaufschlagt. In einer zu den vorherigen Ausführungsformen alternativen Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Auftragskopf wenigstens eine Querverteil kammer und einen mit dieser verbunden Düsenspalt mit Austrittsöffnung sowie eine sich daran anschließende Gleitfläche an die sich wiederum die Abrisskante anschließt derart umfasst, dass in Fließrichtung des Auftragsmediums betrachtet, das von der Querverteilkammer über den Düsenspalt und die Austrittsöffnung kommende Auftragsmedium nach der Austrittsöffnung über die Gleitfläche zur Abrisskante fließt und an der Abrisskante den Auftragskopf verlässt.
Konkret kann die zumindest eine Spüleinrichtung außerhalb des Düsenspalts angeordnet sein.
Vorzugsweise ist die zumindest eine Spüleinrichtung so ausgebildet und angeordnet, dass die Strömung des gasförmigen Spülmediums in Richtung des frei fallenden Vorhangs gerichtet ist. Konkret kann der Auftragskopf einen Gehäuseblock, insbesondere aus einem metallischen Werkstoff, umfassen, in dem die Querverteil kammer und der Düsenspalt angeordnet sind, wobei der Gehäuseblock zumindest abschnittweise von einer Außenverkleidung und/oder einer thermisch isolierende Schicht umgeben ist, welche mit der Umgebung in Kontakt kommt.
Bei dem metallischen Werkstoff kann es sich insbesondere um einen Stahl, insbesondere einen legierten oder unlegierten Edelstahl handeln. Die Einteilung der Stähle, bzw. Edelstähle findet sich in der DIN EN 10020.
Weiterhin kann vorgesehen sein, dass der Gehäuseblock ganz oder nur teilweise aus dem metallischen Material, insbesondere dem Stahl besteht. Ein Anteil von mehr als 90 Gew-% kann hierbei aber vorteilhaft sein. Die Außenverkleidung kann hierbei bspw. zumindest abschnittweise durch zumindest ein ebenes und/oder gebogenes Blech oder durch zumindest eine ebene und/oder gebogene Kunststoff platte wie bspw. eine Plexiglasplatte bereitgestellt sein bzw. umfassen.
Nach einer konkreten Ausgestaltung kann die Außenverkleidung zumindest abschnittweise durch die thermisch isolierende Schicht vom Gehäuseblock thermisch entkoppelt sein. In diesem Fall ist die thermisch isolierende Schicht zumindest abschnittweise zwischen der Außenverkleidung und dem Gehäuseblock angeordnet. Durch die vom Gehäuseblock thermisch entkoppelte Außenverkleidung wird erreicht, dass die Umgebungsluft nicht in direkten Kontakt mit dem„kühlen" Gehäuseblock, durch welchen das Auftragsmedium geführt wird, kommt. Dies hat zum einen den Vorteil, dass die Gefahr der Kondensation am Gehäuseblock reduziert wird. Zum anderen wird auch ein Erwärmen des Gehäuseblocks durch wärmere Umgebungsluft verhindert, wodurch es zu einer Verformung des Gehäuseblocks kommen kann. Aufgrund der hohen Anforderungen an die Genauigkeit z.B. des Düsenspalts können hier selbst kleine Verformungen einen großen Einfluss auf die Qualität der Beschichtung haben. Eine solche Düsenisolierung ermöglicht ein Konstanthalten der Profilqualität der Beschichtung in CD-Richtung.
Nach einer weiteren alternativen Ausgestaltung der Erfindung kann auch die Außenverkleidung zumindest abschnittweise durch eine thermisch isolierende Schicht gebildet sein. Versuche der Anmelderin haben gezeigt, dass insbesondere durch die Kombination einer - zumindest teilweisen- thermischen Isolierung des Gehäuseblocks mit der Spülung zumindest einer Abrisskante mit einem gasförmigen Spülmedium wie z.B. Luft, ein sehr stabiler Betrieb des Vorhangauftragswerks erreicht werden kann. Es sind verschiedene Möglichkeiten denkbar, wie die thermisch isolierende Schicht aufgebaut sein kann. Nach einer denkbaren Variante umfasst die thermisch isolierende Schicht ein Schaumstoffmaterial und/oder eine Wabenstruktur und/oder Glaswolle und/oder Mineralwolle oder ist durch eines oder mehrere der vorgehenden gebildet. Nach einer weiteren denkbaren Variante ist die thermisch isolierende Schicht durch ein gasförmiges Isolationsmedium gebildet, welches in einem Spalt zwischen dem Gehäuseblock und der Außenverkleidung angeordnet oder geführt ist, wobei insbesondere der Spalt im Bereich der Abrisskante im Bereich 0,5mm - 50mm, bevorzugt 2-10mm, beträgt. In diesem Fall ist es insbesondere von Vorteil, wenn das gasförmige Isolationsmedium zumindest teilweise, vorzugsweise vollständig, durch das strömende gasförmige Spülmedium bereitgestellt ist. In diesem Fall kann auf besonders einfache Art und Weise eine Isolation des Gehäuseblocks sowie eine Spülung der zumindest einen Abrisskante bereitgestellt werden. Konkret ist das gasförmige Isolationsmedium und/oder das gasförmige Spülmedium insbesondere Luft, wobei vorgesehen sein kann, dass die Luft vor der Verwendung als Spülmedium und/oder Isolationsmedium hinsichtlich ihrer Temperatur und/oder ihrem Feuchtegehalt konditioniert worden ist. Hinsichtlich der zumindest einen Sperrvorrichtung kann vorgesehen sein, dass zumindest eine Sperrvorrichtung in Laufrichtung der Materialbahn vor oder nach dem Auftragskopf angeordnet ist.
Insbesondere können auch zwei oder mehr Sperrvorrichtungen vorgesehen sein, wobei zumindest eine Sperrvorrichtung vor dem Auftragskopf und zumindest eine Sperrvorrichtung nach dem Auftragskopf angeordnet ist.
In einer weiteren, vorteilhaften Ausführung der Erfindung kann die zumindest eine Sperrvorrichtung, insbesondere alle Sperrvorrichtungen Mittel zur Erzeugung eines Luftschildes, insbesondere eine oder mehrere Luftdüsen umfassen.
Insbesondere kann hierbei vorgesehen sein, dass die Strömungsrichtung der Luft des Luftschildes eine Komponente aufweist, die von dem Auftragskopfweg weist und/oder eine Komponente aufweist, die von der Materialbahn weg weist. Die Sperrwirkung der Sperrvorrichtung wir in diesen Ausführungen dadurch realisiert, dass gezielt eine Luftströmung erzeugt wird, welche jedoch so gerichtet ist, dass sie den Vorhang nicht stört. Die Luftströmung des Luftschildes sollte dabei so stark bemessen sein, dass die Luftbewegungen der Umgebungsluft, welche beispielsweise durch die Bewegung des Bedienpersonals erzeugt werden, nicht, bzw. nur sehr stark abgemildert durch den Luftschild hindurch dringen.
Zur Erfüllung einer größtmöglichen Sperrwirkung wird sich der Luftschild häufig zumindest über die Breite der Materialbahn, bzw. die Breite des Vorhangs erstrecken, oder noch ein wenig darüber hinausgehen.
Da die benötigten Luftmengen und -geschwindigkeiten je nach Einbau- und Betriebsbedingungen stark unterschiedlich sein können, können in besonders vorteilhaften Ausführungen Mittel zur Steuern bzw. Regeln der Luftmenge und/oder Luftgeschwindigkeit vorgesehen sein. Somit hat der Betreiber die Möglichkeit den Luftschild optimal einzustellen. Die Luftmengen können dabei vorteilhafterweise im Bereich zwischen 0,2 m3/min/m und 12 m3/min/m liegen. Besonders bevorzugt können die Luftmengen zwischen 0,5 m3/min/m und 0,9 m3/min/m liegen. Alternativ können die Luftmengen auch über 1 ,2 m3/min/m, insbesondere zwischen 2,4 und 9 m3/min/m liegen.
Die Angaben zur Luftmenge sind dabei, sofern nicht explizit anders erwähnt, bei 20°C und 1 bar Druck gemessen. Ein weiterer großer Vorteil dieses Luftschildes ist es, dass das Bedienpersonal zu Reparatur- bzw. Wartungsarbeiten den Luftschild einfach abschalten kann, oder auch einfach durch den Luftschild hindurch greifen kann. Eine gegebenenfalls aufwändige Demontage einer fest installierten starren Vorrichtung kann so entfallen. So kann beispielsweise zur Probennahme von Auftragsmedium aus dem Vorhang ein geeignetes Auffanggefäß oder Probenträger durch den Luftschild hindurch zum Vorhang geführt werden. Hierzu muss weder der Auftragsprozess unterbrochen, noch der Luftschild ausgeschaltet werden.
In einer besonders vorteilhaften Ausführung kann vorgesehen sein, dass der Abstand der Sperrvorrichtung zur Auftragskopfweniger als 150cm, insbesondere weniger als 100cm, besonders bevorzugt weniger als 50cm beträgt.
Hierdurch kann beispielsweise die Gefahr reduziert werden, dass im Raum zwischen dem Sperrwerk und der Vorhang-Auftragswerk Luftbewegungen generiert werden, die sich störend auf den Vorhang auswirken können.
Insbesondere kann durch eine solche nahe Anordnung vermieden werden, dass sich während des Betriebs Bedienpersonal zwischen der Sperrvorrichtung und dem Vorhang-Auftragswerk aufhalten kann.
Bei Abständen von 50cm und weniger ist es beispielsweise möglich, dass das Bedienpersonal der Maschine durch den Luftschild greifen, und an der Düse bzw. dem Vorhang Arbeiten wie z.B. Probennahme vornehmen kann. Dies ermöglicht ein einfaches Arbeiten des Bedienpersonals, ohne dass durch die Bewegung des Bedienpersonals bzw. die dadurch erzeugten Luftströmungen eine Störung des Betriebs erfolgt. Es kann sich auch als vorteilhaft erweisen, den Luftschild nicht zu nahe am Auftragskopf anzuordnen. Vorzugsweise kann ein Abstand von 20 cm oder mehr, insbesondere 25 cm oder 30 cm und mehr gewählt werden. Eine derartige Positionierung macht zum einen das Anbringen der Luftdüsen einfacher. Zum anderen kann dadurch auch vermieden werden, dass durch die aufsteigende Luft des Luftschildes ein Sog erzeugt wird, der denn den Vorhang stören kann.
Kommt als Spülmedium Luft zum Einsatz und wird zumindest eine Sperrvorrichtung mittels eines Luftschilds realisiert so kann vorteilhafterweise vorgesehen sein, dass die Spüleinrichtung und die zumindest eine Sperrvorrichtung mit einer gemeinsamen Luftversorgung verbunden sind. Insbesondere kann es sich bei der gemeinsamen Luftversorgung um eine zentrale Druckluftversorgung handeln, die üblicherweise in der Fabrikationshalle ohnehin vorhanden sind. Eine derartige gemeinsame Luftversorgung reduziert vor allem die Investitionskosten der Anlage.
Als Alternative zu der zentralen Druckluftversorgung können aber beispielsweise auch Ventilatoren oder Kompressoren als Luftdruckerzeuger für den Luftschild und/oder die Spüleinrichtungen verwendet werden. Es kann dabei unkonditionierte Luft, verwendet werden, die beispielsweise direkt aus der Umgebung des Vorhang- Auftragswerks entnommen wird. Es können aber auch Einrichtungen zum Konditionieren der Luft, speziell zum Anpassen von Temperatur und Luftfeuchte vorgesehen sein.
In weiteren vorteilhaften Anwendungen kann vorgesehen sein, dass die Spüleinrichtung bzw. Spüleinrichtungen mit Luft eines höheren Luftdrucks betrieben werden, als der bzw. die Luftschilde. Insbesondere können Spüleinrichtungen mittels der zentralen Druckluftversorgung betrieben werden, während der Luftschild durch einen Ventilator oder Kompressor erzeugt wird
Ventilatoren sind zum Erzeugen des Luftschilds insbesondere vorteilhaft, da sie effizient und kostengünstig sind. Die Düsen, die mit Kompressoren eingesetzt werden haben üblicherweise Breitschlitz-Spaltweiten von weniger als 0,8 mm. Die Luftdüsen, die mit Ventilatoren zum Erzeugen von Luftschilden betrieben werden, haben üblicherweise Breitschlitz-Spaltweiten von weniger als 3 mm. Luftdüsen mit Kompressoren arbeiten mit höhen statischen Drucken (< 10 bar). Luftdüsen mit Ventilatoren arbeiten üblicherweise mit niedrigem statischen Drucken (< 1 bar).
Dies kann neben ökonomischen Vorteilen durch einen geringeren Luftverbrauch auch ergonomisch vorteilhaft sein, da es z.B. zu einer geringeren Lärmerzeugung durch den Luftschild führt.
Auch wenn die Spüleinrichtungen und die Luftschilde mit unterschiedlichen Drucklufterzeugern betrieben werden, kann es vorteilhaft sein, dass sie mit demselben Drucklufterzeuger verbindbar sind. So kann es beispielsweise vorteilhaft sein, wenn der Luftschild im Falle eines Ausfalls des Ventilators oder Kompressors auch mit der zentralen Druckluftversorgung verbindbar ist, welche auch die Spüleinrichtungen versorgt, und somit unkompliziert weiter betrieben werden kann. Die Verbindbarkeit kann beispielsweise über einen Absperrhahn oder Ähnliches realisiert sein. Es kann aber auch vorgesehen sein, dass z.B. eine Schlauchverbindung umgesteckt werden muss. Wesentlich ist, dass die Verbindung ohne größere bauliche Maßnahmen schnell hergestellt werden kann.
Vorzugsweise hat das Vorhangauftragswerk Mittel, um die Temperatur des Spülmediums und/oder des Auftragsmediums einzustellen. Dabei ist es vorteilhaft, dass die Temperatur des Spülmediums zwischen der Temperatur der Umgebung und der Temperatur des Auftragsmediums oder auch unterhalb der Temperatur des Auftragsmediums bzw. Unterhalb der Temperatur der Umgebungsluft liegt.
Die Mittel sind insbesondere so ausgelegt, um die Temperatur des Spülmediums im Bereich des 0,4-fachen bis 1 ,5-fachen, bevorzugt des 0,6-fachen bis 1 ,5-fachen der Temperatur der Umgebung und/oder des Auftragsmediums einzustellen. Die Angaben zu Vielfachen sollen sich hier auf den Temperaturwert in °C beziehen. Eine typische Temperatur des Auftragsmediums kann bei 30°C liegen. Vorteilhaft ist es somit, wenn die Mittel dazu ausgelegt sind, die Temperatur des Spülmediums, insbesondere der Spülluft, im Bereich von 0.4 *30°C= 12°C und 1 ,5*30°C= 45°C einzustellen.
Die Mittel zum Einstellen bzw. aufeinander abstimmen der Temperatur des Spülmediums und/oder der Temperatur des Auftragsmediums können insbesondere Heiz- und/oder Kühleinrichtungen und Temperaturmesseinrichtungen umfassen, mittels der die Temperatur des Spülmediums und des Auftragsmediums gemessen und jeweils auf einen Sollwert eingestellt werden können. Vorzugsweise umfassen die Mittel ferner eine Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung mit welcher automatisch auf Basis der gemessenen Temperaturen des Spülmediums und des Auftragsmediums sowie der Solltemperaturen für das Spülmedium und das Auftragsmedium die Heiz- und/oder Kühleinrichtungen geregelt und/oder gesteuert werden. Vorzugsweise umfasst das Vorhangauftragswerk Mittel zum Entfeuchten des Spülmediums bzw. um den Feuchtgehalt des Spülmediums zu reduzieren. Hierbei können verschiedene direkte oder indirekte Mittel vorgesehen sein. So kann beispielsweise eine Entfeuchtungseinrichtung vorgesehen sein, die direkt dem Vorhangauftragswerk, insbesondere der Spüleinrichtung zugeordnet ist.
Es kann jedoch in anderen Ausführungen auch vorgesehen sein, dass es sich bei dem Spülmedium um Luft handelt, die aus dem Druckluftsystem der Fabrik bzw. Werkshalle entnommen wird. Diese Luft wird üblicherweise bereits auf eine gewisse Feuchte und Temperatur hin konditioniert. Je nach Anwendung kann diese für das Druckluftsystem der Fabrik bereits durchgeführte Entfeuchtung der Luft bereits ausreichend sein. In diesem Fall können die Mittel zur Entfeuchtung der Druckluft als indirekte Mittel zur Entfeuchtung dem Vorhangauftragswerk zugerechnet werden.
Weiterhin kann vorteilhafterweise vorgesehen sein, dass das Vorhangauftragswerk Mittel, insbesondere Sensoren zur Bestimmung der Temperatur des Auftragsmediums und/oder der Temperatur des Spülmediums und/oder der relativen Feuchte des Spülmediums umfasst.
Durch die Erfindung ist es insbesondere möglich, dass das Vorhangauftragswerk keine Einhausung hat. In diesem Fall sind eine besonders kompakte Bauform und eine sehr hohe Flexibilität bei der Führung der Materialbahn möglich.
Alternativ ist denkbar, dass das Vorhangauftragswerk eine Einhausung hat, wobei die Einhausung nicht klimatisiert ist.
Durch den Verzicht auf eine Klimatisierung lassen sich sowohl bei der Installation als auch beim Betrieb signifikante Kosten einsparen.
In einigen vorliegenden Fällen ist die Einhausung insbesondere so ausgeführt, dass diese zumindest den Auftragskopf und den Bereich umgibt, an dem der Vorhang aus Auftragsmedium auf die Faserstoffbahn trifft. Es kann dabei vorgesehen sein, dass eine solche Einhausung nicht vollständig geschlossen ist, und z.B. nur nach oben oder nach einer Seite offen ist. Da die Einhausung nicht klimatisiert ist, ist die einfach möglich. Weiterhin kann vorteilhafterweise vorgesehen sein, dass der Abstand der Öffnung von der Materialbahn zumindest 100mm beträgt. In vielen bevorzugten Anwendungen kann der Abstand zwischen 120 mm und 180 mm betragen. Es können aber auch Abstände von mehr als 200 mm, oder mehr als 300mm vorkommen. Bei einer derartigen Ausführung ist die Fallhöhe des Vorhangs beim Vorhang-Auftrag vergleichsweise sehr groß. Der Vorhang ist hier auch sehr anfällig für Störungen, insbesondere für Luftbewegungen der Umgebungsluft. Die Erfindung kann bei einer solchen Ausführung vorteilhaft eingesetzt werden..
In einer zu den vorigen Ausführungen alternativen oder zusätzlichen Variante kann beispielsweise vorgesehen sein, dass die zumindest eine Sperrvorrichtung eine Platte umfasst, welche an oder in unmittelbarer Nähe der Auftragskopfbefestigt ist, und sich im Wesentlichen parallel zum Vorhang erstreckt. Eine solche Platte kann in Laufrichtung der Materialbahn betrachtet, vor oder nach dem Vorhang angebracht sein. In einer weiteren, besonders bevorzugten Ausführung kann auch noch eine weitere Platte vorgesehen sein, welche an oder in unmittelbarer Nähe der der Auftragskopfbefestigt ist. In dem Fall wird häufig die eine Platte vor, und die weitere Platte nach dem Vorhang vorgesehen sein.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass eine oder beide dieser Platten in einem Abstand zum Vorhang von weniger als 100mm, bevorzugt weniger als 50 mm vorgesehen sind.
In dieser Ausführung der Erfindung ist eine extrem kompakte Bauweise des Vorhangauftragswerks möglich.
Weiterhin kann das Vorhang-Auftragswerk noch eine Abstreifvorrichtung umfassen, die geeignet ist, mit der Materialbahn mitgeführte Schleppluft vom Vorhang fern zu halten. Eine solche Abstreifvorrichtung kann üblicherweise in Laufrichtung der Materialbahn betrachtet vor dem Auftragskopf angeordnet sein. Als geeignete Abstreifvorrichtungen sind beispielsweise sogenannte Luftmesser (Air-cut) in der Industrie bekannt. Als Alternative dazu - oder gegebenenfalls auch zusätzlich -- Häufig reicht die Abstreifvorrichtung bis kurz vor den Auftreffpunkt des Vorhangs. Im Gegensatz zu der Sperrvorrichtung wirkt diese Abstreifvorrichtung nur gegen die Luftgrenzschicht in direkter Nähe der bewegten Materialbahn und ist nicht geeignet Luftbewegungen der Umgebungsluft, welche beispielsweise durch die Bewegung des Bedienpersonals oder rotierende Maschinenteile erzeugt werden vom Vorhang fernzuhalten. Vorzugsweise ist die Außenverkleidung zumindest im Bereich Abrisskante derart angeordnet und ausgebildet ist, dass durch diese der freie Fall des Vorhangs nicht beeinträchtigt wird.
Nach einer weiteren konkreten Ausgestaltung der Erfindung umfasst der Gehäuseblock ein erstes und ein zweites Gehäuseblockteil und die Querverteilkammer und der Düsenspalt sind durch einen zwischen den beiden Gehäuseblockteilen gebildeten Hohlraum gebildet. In diesem Zusammenhang sind insbesondere die beiden Gehäuseblockteile durch Verbindungsmittel, insbesondere Schrauben, miteinander verbunden.
Ferner ist es insbesondere sinnvoll, wenn der erste Gehäuseblockteil eine erste, die erste Abrisskante bereitstellende Düsenlippe und der zweite Gehäuseblockteil eine zweite, die zweite Abrisskante bereitstellende Düsenlippe umfasst, die relativ zueinander derart verstellbar sind, dass die Weite des Düsenspalts im Bereich der Austrittsöffnung in Querrichtung des Auftragskopfs, und somit in Querrichtung der Faserstoffbahn, individuell einstellbar ist. Durch diese Ausgestaltung lässt sich der erfindungsgemäße Auftragskopf konstruktiv besonders einfach mit verstellbarem Düsenspalt aufbauen.
Nach einer weiteren bevorzugten konkreten Ausgestaltung der Erfindung hat der Auftragskopf eine Oberseite und eine Unterseite und die Austrittsöffnung ist an der Unterseite angeordnet. In diesem Fall ist es insbesondere sinnvoll, wenn das zumindest teilweise das Isolationsmedium bereitstellende Spülmedium in einer von der Oberseite zur Unterseite gerichteten Strömungsrichtung, insbesondere von der Oberseite zur Unterseite, zum Bereich der Abrisskante strömt.
Das konditionierte Spülmedium (z.B. Luft) sollte eine geeignete Feuchte und eine geeignete Temperatur aufweisen, so dass die Bildung von Kondenswasser z.B. auf die Lippen des Auftragskopfes oder dessen Abriss Kante sicher vermieden bzw. eliminiert werden kann.
Hinsichtlich des Verfahrens wird die Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zur Beschichtung einer laufenden Materialbahn mit wenigstens einem flüssigen und/oder pastösen Auftragsmedium mittels eines Vorhang-Auftragswerks, insbesondere eines Vorhang-Auftragswerks gemäß einem Aspekt der Erfindung.
Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass das Auftragsmedium den Auftragskopf in Form eines frei fallenden, ein- oder mehrlagigen Vorhangs verlässt der nachfolgend auf die Materialbahn tritt, wobei der Bereich zumindest einer der zumindest einen Abrisskante mit einem strömenden gasförmigen Spülmedium beaufschlagt wird.
Vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Prinzipiell können alle vorgehend beschriebenen Sperrvorrichtungen für die Verwendung in Verfahren gemäß einem Aspekt der Erfindung geeignet. Es kann z.B. vorteilhafterweise vorgesehen sein, dass das Vorhang-Auftragswerk eine Sperrvorrichtung umfasst, welche wiederum Mittel zur Erzeugung eines Luftschildes umfasst. Die können insbesondere eine oder mehrere Luftdüsen sein. Die Geschwindigkeit der Luft des Luftschildes kann in besonders vorteilhaften Ausführungen zwischen 10 m/s und 60 m/s , insbesondere zwischen 20 m/s und 50 m/s betragen. Vorteilhafte Luftmengen können dabei im Bereich zwischen 0,2 m3/min/m und 1 ,2 m3/min/m liegen. Insbesonere können die Luftmengen zwischen 0,5 m3/min/m und 0,9 m3/min/m liegen.
Auch größere Luftmengen können jedoch vorteilhaft sein. So haben beispielsweise Versuche der Anmelderin gezeigt, dass Luftmengen über 1 ,2 m3/min/m, insbesondere zwischen 2,4 und 12 m3/min/m sehr vorteilhafte Resultate und stabile Luftschilde liefern.
Vorteilhafterweise kann der Luftschild mittels einer Schlitzdüse erzeugt werden, die eine Schlitzbreite zwischen 1 mm und 5mm, insbesondere zwischen 2mm und 4mm aufweist.
Beispielhaft sind in der folgende Tabelle einige vorteilhafte Luftmengen und Geschwindigkeiten aufgeführt, die mittels eine Schlitzdüse erzeugt werden können. (Alle Werte bezogen auf eine Breite von 1 m).
Die Werte der obigen Tabelle sollen die Erfindung lediglich illustrieren, stellen aber in keiner Weise eine Beschränkung dar. Je nach Anwendung kann dabei auch vorgesehen sein, dass die für den Luftschild verwendete Luft aufbereitet wird. Die Aufbereitung kann beispielsweise ein Filtern und/oder Entfeuchten und/oder Erwärmen bzw. Abkühlen umfassen.
Eine vorteilhafte Ausführung des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass durch den Auftragskopf das Auftragsmedium mit einer Durchflussrate von weniger als 10 l/min*m, insbesondere von weniger als 6 l/min*m, besonders bevorzugt zwischen 2 l/min*m und 5 l/min*m aufgetragen wird. Hierdurch wird ein vergleichsweise dünner Vorhang erzeugt, welcher besonders leicht durch Luftbewegungen der Umgebungsluft beeinflusst werden kann. Hier ist die Verwendung einer erfindungsgemäßen Vorhang-Auftragsvorrichtung mit einer Sperrvorrichtung besonders vorteilhaft. Insbesondere auch dann, wenn die Fallhöhe des Vorhangs mehr als 100mm, mehr als 200 mm, oder auch 300mm und mehr beträgt.
Es kann aber auch vorteilhaft sein, das Auftragsmedium mit einer größeren Durchflussrate aufzutragen, beispielsweise 20 l/min*m, 25 l/min*m oder mehr. Auf diese Weise lassen sich auch Auftragsmengen von 20 g/m2 oder gar 30 g/m2 realisieren
In einer weiteren vorteilhaften Ausführung des Verfahrens kann vorgesehen sein, dass die Materialbahn mit einer Geschwindigkeit von zwischen 100 m/min und 1200 m/min, insbesondere zwischen 200 m/min und 800 m/min bewegt wird. Um bei diesen Geschwindigkeiten auch geringe Auftragsmengen pro Flächeneinheit realisieren zu können, müssen die Zusammensetzung und/oder die Dicke des Vorhangs entsprechend angepasst werden, was den Vorhang auch wiederum anfälliger für Umgebungsluft macht. Hier ist die Verwendung einer erfindungsgemäßen Vorhang-Auftragsvorrichtung mit einer Sperrvorrichtung wieder besonders vorteilhaft. Das Verfahren kann jedoch auch vorteilhaft bei Geschwindigkeiten über 800 m/min, z.B. bei 1000 m/min, 1200 m/min, 1500 m/min oder mehr eingesetzt werden
Zur Bedeutung der Durchflussmenge sei auf die folgende Tabelle 1 verwiesen. Beispielhaft sind hie für eine Streichfarbe als Auftragsmedium mit einem typischen Feststoffgehalt von 63% die notwendigen Durchflussmengen in Anhängigkeit von der Produktionsgeschwindigkeit und dem gewünschten Strichgewicht angegeben.
Tabelle 1: Durchflussmengen in 1/min/m
Strichgewicht 8 g/m2 10 g/m2 12 g/m2 14 g/m2 Produktionsgeschw.
200 m/min 1 ,7 2,1 2,5 3,0
300 m/min 2,5 3,2 3,8 4,4 400 m/min 3,4 4,2 5,1 5,9
500 m/min 4,2 5,3 6,3 7,4
600 m/min 5,1 6,3 7,6 8,9
In Tabelle 1 ist deutlich erkennbar, dass es für einen breiten Bereich von Anwendungen sehr wichtig ist, einen Auftrag von niedrigen Durchflussmengen stabil realisieren zu können. Unter anderem für die in Tabelle 1 gezeigten Ausführungen ist die Erfindung sehr vorteilhaft, insbesondere, aber nicht ausschließlich in Kombination mit einer Höhe des Vorhangs von 100mm oder mehr.
Die hier gezeigten Strichgewichte zwischen 8 g/m2 und 14 g/m2 sind durchaus üblich. Jedoch können mit dem erfindungsgemäßen Verfahren bzw. der erfindungsgemäßen Vorrichtung auch Strichgewichte von bis zu 20 g/m2 oder mehr realisiert werden.
Bei dem gasförmigen Spülmedium kann es sich insbesondere um Luft handeln.
Wird in der weiteren Beschreibung dieses Verfahrens von einem Spülmedium gesprochen, so ist damit immer das gasförmige Spülmedium gemeint, solange nicht explizit etwas anderes erwähnt wird.
Das Spülmedium (z.B. Luft) sollte eine geeignete Feuchte und eine geeignete Temperatur aufweisen, so dass die Bildung von Kondenswasser z.B. auf die Lippen des Auftragskopfes oder dessen Abriss Kante sicher vermieden bzw. eliminiert werden kann. Generell kann die Temperatur des Spülmediums kleiner, größer oder gleich der Temperatur des Auftragsmediums sein.
Eine bevorzugte Ausgestaltung des Verfahrens sieht vor, dass die Temperatur des Spülmediums zwischen der Temperatur der Umgebung und der Temperatur des Auftragsmediums gehalten wird.
Eine alternative, vorteilhafte Ausgestaltung des Verfahrens sieht vor, dass die Temperatur des Spülmediums leicht, beispielsweise weniger als 10°K, speziell 7°K oder 5°K, unterhalb der Temperatur des Auftragsmediums und/oder Unterhalb der Temperatur der Umgebungsluft liegt. Denkbar ist in diesem Zusammenhang insbesondere, dass die Temperatur des Spülmediums im Bereich von 8°C bis 55°C, bevorzugt von 18°C bis 40°C, die des Auftragsmediums im Bereich von 18°C bis 40°C, bevorzugt 25°C bis 35°C und die Temperatur der Umgebung kleiner 65°C ist.
Bevorzugt weicht die Temperatur des Spülmediums um bis zu 7°K, besonders bevorzugt um maximal 5°K, nach unten oder nach oben von der Temperatur des Auftragsmediums ab.
In besonders bevorzugten Ausführungen des Verfahrens kann vorgesehen sein, dass die Temperatur des Spülmediums größer ist, als die Temperatur des Auftragsmediums. Insbesondere kann die Temperatur des Spülmediums zwischen 4° K und 25°K, speziell zwischen 7°K und 15°K größer sein, als die Temperatur des Auftragsmediums.
Um beispielsweise unerwünschte Kondensation, speziell an der Abrisskante zu vermeiden kann vorteilhafterweise vorgesehen sein, dass die relative Feuchte des Spülmediums kleiner als 100 RH% ist. Besonders vorteilhafterweise kann vorgesehen sein, dass die relative Feuchte des Spülmediums kleiner als 80 %RH oder kleiner als 70 %RH ist.
Ganz besonders vorteilhaft ist es auch zur Verhinderung von Kondensation, wenn die Temperatur und der Feuchtegehalt des Spülmediums sowie die Temperatur des Auftragsmediums aufeinander abgestimmt sind.
In vielen Fällen wird die Temperatur des Gehäuseblocks im Wesentlichen der Temperatur des Auftragsmediums entsprechen. (Evtl. mit 1 ° K , 2°K oder maximal 5°K Unterschied). Die Abrisskante wird dann dieselbe Temperatur annehmen.
In Anwendungen, in denen die Temperatur des Spülmediums, z.B. der Spülluft, höher ist, als die des Auftragsmediums, wird das Spülmedium beim Anströmen der Abrisskante bzw. der übrigen Teile des Gehäuseblocks in Richtung der Temperatur des Auftragsmediums herunter gekühlt. Dadurch erhöht sich die relative Feuchte des Spülmediums. Sinkt die Temperatur des Spülmediums unter den Taupunkt, so kann es zu unerwünschter Kondensation kommen.
Diesem Umstand kann in vorteilhaften Ausführungen Rechnung getragen werden, indem die Feuchtebeladung des Spülmediums derart gering gehalten wird -ggf. durch eine vorgeschaltete Entfeuchtung- dass diese Kondensation an den Düsenlippen und/oder den Abrisskanten vermieden werden.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Temperatur des Spülmediums größer ist, als die Temperatur des Auftragsmediums, und der Feuchtegehalt des Spülmediums so eingestellt ist, dass der Taupunkt des Spülmediums über der Temperatur des Auftragsmediums, insbesondere mehr als 2° K über der Temperatur des Auftragsmediums liegt.
Die relative Feuchte des Spülmediums bleibt dann auch nach Abkühlen an der Abrisskante soweit unter 100% RH, beispielsweise bei 80%RH, 70%RH oder weniger, so dass keine Kondensation an der Düsenlippen oder an der Abrisskannte entsteht.
Um eine effektive Spülung der Abrisskante zu erhalten sowie gleichzeitig auch einen stabilen Vorhang zu gewährleisten, kann vorteilhafterweise vorgesehen sein dass die Ausströmgeschwindigkeit des Spülmediums zwischen 6 m/min und 40 m/min, insbesondere zwischen 12 m/min und 20 m/min beträgt
Zusätzlich oder alternativ kann auch vorgesehen sein, dass die Austrittsgeschwindigkeit des Auftragsmediums aus dem Auftragskopf zwischen 10 m/min und 200 m/min, insbesondere zwischen 16 m/min und 66 m/min beträgt.
Ähnlich wie bei Temperatur und Feuchtigkeit bringt es wieder große Vorteile, wenn die Ausströmgeschwindigkeit des Spülmediums und die Austrittsgeschwindigkeit des Auftragsmediums aufeinander abtgestimmt sind.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Ausströmgeschwindigkeit des Spülmediums zwischen 40% und 140%, insbesondere zwischen 50% und 100% der Austrittsgeschwindigkeit des Auftragsmediums beträgt.
Üblicherweise wird es für die Stabilität des Vorhangs eher vorteilhaft sein, wenn die Ausströmgeschwindigkeit des Spülmediums kleiner oder maximal gleich groß ist, wie die Austrittsgeschwindigkeit des Auftragsmediums.
Die folgende Tabelle gibt noch einmal einen Überblick über die vorteilhaften Bereiche einiger Verfahrensparameter sowie einige exemplarische Beispiele für mögliche Realisierungen solcher Verfahren. Die Parameterwerte wurden speziell für eine Ausführung mittels eines Vorhang-Auftragswerks ermittelt, das eine Sperrvorrichtung umfasst, die Mittel zur Erzeugung eines Luftschildes aufweist.
Tabelle 2 Mögliche Verfahrensparameter
Es sei angemerkt, dass die Erfindung nicht auf die in der Tabelle angegebenen, vorteilhaften Parameterbereiche beschränkt ist.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand schematischer, nicht maßstäblicher Figuren näher erläutert. Figur 1 zeigt schematisch ein Vorhang-Auftragswerk nach dem Stand der Technik. Figur 2 zeigt ein Vorhang-Auftragswerk gemäß einem Aspekt der Erfindung
Figur 3 und 4 zeigen schematisch jeweils einen Teil eines Vorhang-Auftragswerks gemäß weiterer Aspekte der Erfindung.
Die Figuren 5 bis 1 1 zeigen mögliche Realisierungen eines Auftragskopfes gemäß verschiedenen Aspekten der Erfindung.
Figur 1 zeigt ein Vorhang-Auftragswerk, wie es aus dem Stand der Technik bekannt ist. Die Materialbahn 4 wird durch einen Schlitz in eine Einhausung 30 hinein geführt. Durch zwei Walzen 3 gestützt, wird sie unter einem Auftragskopf 1 hindurch geführt, wobei ein Vorhang 2 aus Auftragsmedium auf die Materialbahn 4 abgelegt wird. Nach dem Beschichten wird die Materialbahn 4 durch einen weiteren Schlitz wieder aus der Einhausung hinaus geführt. Zum Entfernen der mitgeführten Schleppluft ist ein Luftabstreifer 5, insbesondere ein Air-Cut vorgesehen. Zur Vermeidung von Kondensationen wird die Einhausung 30 mittels einer Klimatisierung 31 klimatisiert. Ohne geeignete Klimatisierung kann ein derartiges eingehaustes Vorhang- Auftragswerk nicht stabil betrieben werden. Nach dem Verlassen der Einhausung 30 wird die Materialbahn 4 üblicherweise durch ein berührungsloses Umlenkelement 32, welche auch als Air-Turn 32 bekannt ist, umgelenkt, und gegebenenfalls zu einer Trocknung weitergeleitet.
Dabei benötigt die Einhausung 30 einen relativen großen Bauraum. Zudem ist die notwendige Klimatisierung in Anschaffung und Betrieb mit erheblichen Kosten verbunden.
Figur 2 zeigt demgegenüber ein Vorhang-Auftragswerk gemäß einem Aspekt der Erfindung. Bei dem Vorhang-Auftragswerk ist ein Auftragskopf 1 vorgesehen, aus dem der Vorhang 2 auf die laufende Materialbahn 4 aufgetragen wird. Der Auftragskopf 1 umfasst dabei zumindest eine Spüleinrichtung, mittels welcher zumindest eine Abrisskante mit einem strömenden gasförmigen Spülmedium wie beispielsweise Luft beaufschlagbar ist. Die Außenverkleidung ist in vielen Ausführungen zumindest abschnittweise durch eine thermisch isolierende Schicht vom Gehäuseblock thernnisch entkoppelt. Dies ist sehr vorteilhaft, jedoch kann auf eine solche Isolierung gegebenenfalls auch verzichtet werden.
Die Materialbahn 4 bewegt sich dabei in Maschinenrichtung MD von links nach rechts. Der Auftrag erfolgt hier zwischen zwei Umlenkwalzen 3, über die die Materialbahn geführt wird. Dies ist für die Erfindung jedoch nicht notwendig. Der Auftrag kann beispielsweise auch an einer Walze erfolgen. In Laufrichtung der Materialbahn 4 gesehen vor dem Vorhang 2 ist eine Abstreifvorrichtung 5 vorgesehen. Sie kann beispielsweise als sogenannter Air-cut ausgeführt sein. Alternativ kann aber beispielsweise auch vorgesehen sein, dass die Abstreifvorrichtung 5 eine Bürste, Folie oder Lippe umfasst, bzw. daraus besteht, die an die Materialbahn 4 angelegt werden kann. Beide Ausführungen können die wichtige Funktion der Abstreifvorrichtung 5 erfüllen, nämlich die von der Materialbahn 4 mitgeführte Luftgrenzschicht zu reduzieren bzw. zu entfernen.
Das Vorhang-Auftragswerk in Figur 2 zeigt zudem zwei Sperrvorrichtungen 9, wobei eine Sperrvorrichtung 9 vor dem Auftragskopf 1 , und eine weitere Sperrvorrichtung 9 nach dem Auftragskopf 1 angeordnet ist. Dabei ist jeweils eine Düsenanordnung 6 vorgesehen. Diese Luftdüsen 6 erzeugen dabei jeweils einen Luftschild 9, welcher die gewünschte Sperrwirkung erzielt, nämlich Luftbewegungen der Umgebungsluft vom Vorhang 2 fern zu halten. Der Luftschild ist hier in beiden Sperrvorrichtungen 9 so gerichtet, dass die Strömungsgeschwindigkeit der Luft eine Komponente aufweist, die von dem Auftragskopf 1 weg weist und zudem eine Komponente aufweist, die von der Materialbahn 4 weg weist. Auf diese Weise kann ein störender Einfluss des Luftschildes auf den Bahnlauf oder die Vorhangstabilität am effektivsten vermieden werden.
Auf eine Einhausung des Vorhang-Auftragswerks kann hier ebenso verzichtet werden, wie auf eine Klimatisierung der Umgebung des Auftragskopfes. Dadurch können die Anschaffungskosten ebenso wie die Betriebskosten reduziert werden. Ebenso kann man in Figur 2 erkennen, dass das Vorhang-Auftragswerk sehr flexibel ist, und auch in bestehende Anlagen gut integriert werden kann. Zum einen kann - speziell bei Verzicht auf eine Einhausung— sehr kompakt gebaut werden. Das Vorhang-Auftragswerk benötigt in Maschinenquerrichtung nur einen relativ kleinen Bauraum. Zudem kann aber auch die Bahnführung der Materialbahn 4 angepasst werden. Bei einem eingehausten Vorhang-Auftragswerk wird die Bahn durch einen Spalt in die Einhausung hinein- und wieder heraus geführt. Dieser Spalt ist fest vorgegeben. Zudem ist er üblicherweise auch sehr schmal ausgeführt, um eine ausreichende Klimatisierung der Einhausung zu gewährleisten. Dadurch ergeben sich relativ starke Restriktionen für die Bahnführung. Figur 2 zeigt beispielhaft, dass derartige Restriktionen bei erfindungsgemäßen Vorhang-Auftragswerken weitgehen wegfallen. Die gestrichelt gezeichneten Verläufe 4a und 4b zeigen zwei mögliche Verläufe der Materialbahn 4, 4a, 4b vor dem Auftrag. Die Umlenkwalzen 3a bzw. 3b können dabei vergleichsweise nahe an dem Auftragswerk positioniert werden.
Das in Figur 3 gezeigte Vorhang-Auftragswerk umfasst einen Auftragskopf 1 , aus der ein Vorhang 2 unter Einfluss der Schwerkraft auf eine Materialbahn 4, beispielsweise eine Papier- oder Kartonbahn aufgetragen wird. Die Materialbahn 4 wird dabei mittels einer Umlenkwalze 3 umgeleitet, dass ihr Verlauf unterhalb des Vorhangs 2 weitgehend waagerecht verläuft. Der Auftreffpunkt des Vorhangs ist hier in Laufrichtung der Materialbahn 4 betrachtet etwas hinter der Umlenkwalze 3. Die mit der Materialbahn 4 mitgeführte Schleppluft wird hier durch eine Abstreifvorrichtung 5 vom Vorhang 2 ferngehalten. Als geeignete Abstreifvorrichtungen 5 sind beispielsweise sogenannte Luftmesser (Air-cut) in der Industrie bekannt. Häufig reicht die Abstreifvorrichtung 5 bis kurz vor den Auftreffpunkt des Vorhangs.
In Figur 3 ist die erfindungsgemäße zumindest eine Sperrvorrichtung 9, 9a, 9b in Form von zwei Platten 9a und 9b realisiert. Die beiden Platten 9a, 9b sind hier direkt an dem Auftragskopf befestig. Während es prinzipiell auch möglich ist, die Platten anderweitig zu befestigen, bietet die Befestigung direkt an dem Auftragskopf 1 den Vorteil, dass der Abstand der Platten 9a, 9b zum Vorhang 2 extrem gering ist. Abstände von weniger als 100mm, und sogar weniger als 50 mm sind hier realisierbar. Dies führt zu einer sehr kompakten Bauweise. Obendrein ist das Umfeld um des Auftragskopfes, beispielsweise die Umlenkwalze 3 oder die Abstreifvorrichtung 5 für Wartungsarbeiten und ähnliches während des Betriebs frei zugänglich, ohne dass der Vorhang 2 durch entstehende Bewegung der Umgebungsluft gestört wird.
In Figur 4 ist ein Vorhang-Auftragswerk gemäß einem bevorzugten Aspekt der Erfindung dargestellt. Hierbei ist die zumindest eine Sperrvorrichtung 9, 9a, 9b durch einen Luftschild 9 realisiert. Aus einer Luftdüse 6, oder einer Düsenreihe 6 tritt die Luft zur Erzeugung des Luftschildes 9 aus. Die Strömungsrichtung der Luft, und damit die Ausrichtung des Luftschilds 9 können dabei senkrecht nach oben gehen, oder auch leicht gegen diese Richtung geneigt sein. Vorteilhafterweise wird diese Neigung weg von dem Auftragskopf 1 , und damit auch weg vom Vorhang 2 ausgerichtet werden, um eine Beeinflussung des Vorhangs 2 durch den Luftschild 9 zu vermeiden. Vorteilhafterweise kann sich der Luftschild 9 zumindest über die gesamte Breite des Vorhangs 2 in Maschinenquerrichtung erstrecken.
Bei der in Figur 4 gezeigten Ausführung ist die Luftdüse 6, bzw. Düsenreihe 6 direkt an einer Abstreifvorrichtung 5 befestigt. Dies kann vorteilhaft sein, jedoch können je nach Situation auch andere Möglichkeiten der Befestigung möglich und sinnvoll sein.
Vorteilhafterweise kann der Abstand des Luftschilds zum Auftragskopf weniger als
150cm, insbesondere weniger als 100cm, besonders bevorzugt weniger als 50 cm betragen. Wie in Figur 2 gezeigt, wird üblicherweise auch nach dem Vorhang 2 eine weitere Umlenkvorrichtung wie z.B. eine Umlenkwalze 3a vorgesehen sein. Der
Abstand dieser Umlenkvorrichtung 3a zum Vorhang 3 kann bei verschiedenen
Installationen variieren.
Die Figur 5 zeigt - in einer Querschnittdarstellung in einer Ebene parallel zur Bahnlaufrichtung MD und senkrecht zur Bahnquerrichtung CD (CD erstreckt sich senkrecht zur Zeichenebene der Figuren 5-1 1 ) - eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Auftragskopfes 1 zur Herstellung eines einlagigen frei fallenden Vorhangs 2 eines flüssigen und/oder pastösen Auftragsmediums zur Beschichtung einer laufenden Materialbahn.
Der Auftragskopf 1 hat eine Querverteilkammer 23 sowie einen mit dieser verbunden Düsenspalt 24 mit Austrittsöffnung 25 derart, dass das von der Querverteilkammer 23 über den Düsenspalt 24 zur Austrittsöffnung 25 kommende Auftragsmedium den Auftragskopf 1 an der Austrittsöffnung 25 verlässt.
Vorliegend stellt die Austrittsöffnung 25 eine in Bahnlaufrichtung MD betrachtete vordere Abrisskante 26 sowie eine in Bahnlaufrichtung MD betrachtete hintere Abrisskante 27 bereit.
Wie aus der Darstellung der Figur 5 zu entnehmen ist, umfasst der Auftragskopf 1 eine erste Spüleinrichtung 28 und eine zweite Spüleinrichtung 29 die derart ausgebildet und angeordnet sind, dass bei bestimmungsgemäßer Verwendung des Auftragskopfs 1 in Bahnlaufrichtung der Materialbahn 4 betrachtet die erste Spüleinrichtung 28 die erste Abrisskante 26 von vorne mit einem, durch ein strömendes Spülmedium 13 (strich-punktierte-Linie mit Pfeil) beaufschlagt und die zweite Spüleinrichtung 29 die zweite Abrisskante 27 von hinten mit einem strömenden Spülmedium 14 (strich-punktierte-Linie mit Pfeil) beaufschlagt. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die beiden Spüleinrichtungen 28, 29 außerhalb des Düsenspalts 24 angeordnet. Vorliegend stellt jede der beiden Spüleinrichtungen ein Spülmedium in Form von Luft bereit.
Der Auftragskopf 1 umfasst einen Gehäuseblock aus einem metallischen Werkstoff, vorteilhafterweise einem Stahl, in dem die Querverteil kammer 23 und der Düsenspalt 24 angeordnet sind. Der Gehäuseblock umfasst ein erstes Gehäuseblockteil 10 (in der vorliegenden Ausführungsform vorderes Gehäuseblockteil 10) und ein zweites Gehäuseblockteil 1 1 (in der vorliegenden Ausführungsform hinteres Gehäuseblockteil 1 1 ), wobei durch einen zwischen den beiden Gehäuseblockteilen 10, 1 1 gebildeten Hohlraum die Querverteilkammer 23 und der Düsenspalt 24 gebildet sind. Wie aus der Darstellung der Figur 5 zu erkennen ist, umfasst der erste Gehäuseblockteil 10 eine erste Düsenlippe 10.1 , welche die erste Abrisskante 26 im Bereich der Austrittsöffnung 25 des Düsenspalts 24 bereitstellt. Ferner umfasst der zweite Gehäuseblockteil 1 1 eine zweite Düsenlippe 1 1 .1 , welche die zweite Abrisskante 27 im Bereich der Austrittsöffnung 25 des Düsenspalts 24 bereitstellt. Die beiden Düsenlippen 10.1 und 1 1 .1 sind relativ zueinander derart verstellbar, dass die Weite des Düsenspalts 24 im Bereich der Austrittsöffnung 25 in Querrichtung des Auftragskopfs 1 individuell einstellbar ist. lm vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Gehäuseblock abschnittweise von einer Außenverkleidung 12.1 , 12.2 umgeben, welche mit der Umgebung in Kontakt kommt. Die Außenverkleidung 12.1 , 12.2 weist hierbei einen in Bahnlaufrichtung MD vorderen Teil der Außenverkleidung 12.1 in Form eines gebogenen Blechs sowie einen in Bahnlaufrichtung MD hinteren Teil der Außenverkleidung 12.2 in Form eines gebogenen Blechs auf. Wie ferner zu erkennen ist, ist die Außenverkleidung 12.1 , 12.2 im Bereich Abrisskanten 26, 27 derart angeordnet und ausgebildet, dass durch diese der freie Fall des Vorhangs 2 nicht beeinträchtigt wird.
Die Außenverkleidung 12 ist zumindest abschnittweise durch eine thermisch isolierende Schicht vom Gehäuseblock 10, 1 1 thermisch entkoppelt.
Vorliegend ist die thermisch isolierende Schicht zwischen dem vorderen Teil der Außenverkleidung 12.1 und dem vorderen Gehäuseblockteil 10 durch ein gasförmiges Isolationsmedium gebildet, welches in einem Spalt zwischen dem vorderen Gehäuseblockteil 10 und dem vorderen Teil der Außenverkleidung 12.1 geführt ist und durch das strömende gasförmige Spülmedium 13 aus der ersten Spüleinrichtung 28 bereitgestellt ist. Ferner ist vorliegend der in der Figur 5 obere Teil des Spalts zwischen dem hinteren Gehäuseblockteil 1 1 und dem hinteren Teil der Außenverkleidung 12.2 durch ein Schaumstoffmaterial gebildet. Des Weiteren erkennt man, dass der in der Figur 5 untere Teil des Spalts zwischen dem hinteren Gehäuseblockteil 1 1 und dem hinteren Teil der Außenverkleidung 12.2, der sich an den oberen Teil anschließt, durch ein gasförmiges Isolationsmedium gebildet ist, welches durch das strömende gasförmige Spülmedium 14 aus der zweiten Spüleinrichtung 29 bereitgestellt ist.
In beiden Fällen, d.h. in Bezug zur ersten Spüleinrichtung 28 und zur zweiten Spüleinrichtung 29, strömt das Spülmedium in einer von der Oberseite zur Unterseite gerichteten Strömungsrichtung zu den beiden Abrisskanten 26, 27.
Für die folgende Diskussion der Figuren 6 bis 1 1 ist anzumerken, dass nur die Unterschiede zur jeweils explizit erwähnten Ausführungsform (bspw. der der Figur 5) diskutiert werden und dass gleiche oder ähnliche technische Gegenstände oder Merkmale durch die gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind.
Die Figur 6 zeigt eine Variante des in Figur 5 gezeigten Auftragskopfes 1 . Hierbei sind beiden Spüleinrichtungen 28, 29 im unteren Bereich des Auftragskopfes 1 angebracht. Sowohl der obere Teil des Spalts zwischen dem hinteren Gehäuseblockteil 1 1 und dem hinteren Teil der Außenverkleidung, 12.2, als auch der obere Teil des Spalts zwischen dem vorderem Gehäuseblockteil 10 und dem vorderen Teil der Außenverkleidung, 12.1 ist hierbei ganz oder zumindest teilweise durch ein Schaumstoffmaterial gefüllt.
Die Figur 7 zeigt eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Auftragskopfes 1 zur Erzeugung eines einlagigen frei fallenden Vorhangs 2.
Der Auftragskopf der Figur 7 unterscheidet sich von dem in der Figur 5 gezeigten Auftragskopf im Wesentlichen dadurch, dass beim Auftragskopf der Figur 7 beide Spüleinrichtungen 28, 29 im unteren Bereich des Auftragskopfs 1 , d.h. auf Höhe der Düsenlippen 10.1 und 1 1 .1 angeordnet sind und die Außenverkleidung 12.1 und 12.2 vor und hinter dem Vorhang in Richtung des frei fallenden Vorhangs 2 zur bis zu 100 Millimeter über die beiden Abrisskanten 26, 27 an der Austrittsöffnung 25 überstehen, wodurch der frei fallende Vorhang 2 von störenden Umgebungseinflüssen wie Luftströmungen abgeschirmt wird. Zur Lenkung des von der ersten Spüleinrichtung 28 bereitgestellten strömenden Spülmediums 13 auf die erste Abrisskante 26 umfasst der vordere Teil der Außenverkleidung 12.1 ein Umlenkblech 12.1 .1 . Analog dazu umfasst der hintere Teil der Außenverkleidung 12.2 ein Umlenkblech 12.2.2 wodurch das von der zweiten Spüleinrichtung 29 bereitgestellte strömende Spülmedium 14 auf die zweite Abrisskante 2gelenkt wird.
Als weiterer Unterschied zur Figur 5 wird die thermisch isolierende Schicht zwischen dem vorderen Teil der Außenverkleidung 12.1 und dem Gehäuseblock 10, 1 1 sowie dem hinteren Teil der Außenverkleidung 12.2 und dem Gehäuseblock 10, 1 1 jeweils durch Luft bereitgestellt, die nicht durch das Spülmedium 13, 14 bereitgestellt wird. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass statt der Luft eine andere thermisch isolierende Schicht, wie z.B. Schaumstoff, Mineralwolle etc. eingesetzt wird.
Die Figur 8 zeigt eine dritte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Auftragskopfes 1 zur Erzeugung eines einlagigen frei fallenden Vorhangs 2.
Der Auftragskopf 1 der Figur 8 unterscheidet sich von dem in der Figur 5 gezeigten Auftragskopf im Wesentlichen dadurch, dass auch die thermisch isolierende Schicht zwischen dem hinteren Teil der Außenverkleidung 12.2 und dem hinteren Gehäuseblockteil 1 1 durch das gasförmige Isolationsmedium gebildet, welches in dem Spalt zwischen dem hinteren Gehäuseblockteil 1 1 und dem hinteren Teil der Außenverkleidung 12.2 geführt ist und durch das strömende gasförmige Spülmedium 14 aus der zweiten Spüleinrichtung 29 bereitgestellt ist.
Die Figur 9 zeigt eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Auftragskopfes 1 zur Erzeugung eines einlagigen frei fallenden Vorhangs 2.
Der Auftragskopf 1 der Figur 9 unterscheidet sich von dem in der Figur 8 gezeigten Auftragskopf im Wesentlichen dadurch, dass keine Außenverkleidung 12.1 und 12.2 vorgesehen ist. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Gehäuseblock 10, 1 1 lediglich von der thermisch isolierende Schicht umgeben, welche mit der Umgebung in Kontakt kommt, wobei die das vordere Gehäuseblockteil 10 umgebende thermisch isolierende Schicht durch das strömende gasförmige Spülmedium 13 aus der ersten Spüleinrichtung 28 und die das hintere Gehäuseblockteil 1 1 umgebende thermisch isolierende Schicht durch das strömende gasförmige Spülmedium 14 aus der zweiten Spüleinrichtung 29 bereitgestellt ist.
Die Figur 10 zeigt noch eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Auftragskopfes 1 zur Erzeugung eines einlagigen frei fallenden Vorhangs 2.
Der Auftragskopf 1 der Figur 10 hat eine Querverteilkammer 23 und einen mit dieser verbunden Düsenspalt 24 mit Austrittsöffnung 25 sowie eine sich daran anschließende Gleitfläche 17 an die sich wiederum eine Abrisskante 16 derart anschließt, dass in Fließrichtung des Auftragsmediums betrachtet, das von der Querverteilkammer 23 über den Düsenspalt 24 und die Austrittsöffnung 25 kommende Auftragsmedium nach der Austrittsöffnung 5 über die Gleitfläche 17 zur Abrisskante 16 fließt und an der Abrisskante 16 den Auftragskopf 1 verlässt. Zu erwähnen ist, dass die Gleitfläche 17 durch einen am vorderen Gehäuseblockteil 10 angeordneten Gleitflächenblock 15 bereitgestellt ist.
An der Abrisskante 16 sind zwei Spüleinrichtungen 28, 29 vorgesehen, mittels denen mittels die Abrisskante 16 mit dem strömenden gasförmigen Spülmedium 13, 14 beaufschlagbar ist.
Die Figur 1 1 zeigt eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Auftragskopfes 1 zur Erzeugung eines mehrlagigen frei fallenden Vorhangs 2'.
Der Auftragskopf 1 der Figur 1 1 unterscheidet sich von dem in der Figur 8 gezeigten Auftragskopf im Wesentlichen dadurch, dass der Gehäuseblock zusätzlich zu einem vorderen und hinteren Gehäuseblockteil 10', 1 1 ' ein Gehäuseblockmittelteil 18 hat, sowie zwei Querverteilkannnnern 23.1 und 23.2 mit jeweils zugeordnetem Düsenspalt 24.1 , 24.2 bereitgestellt sind, welche an der Austrittsöffnung 25 treffen um einen zweilagigen freifallenden Vorhang 2' zu erzeugen. Die Beaufschlagung der beiden Abrisskanten 26, 27 sowie die thermische Isolierung des Gehäuseblocks 10', 1 1 ', 18 ist analog zur Ausführungsform der Figur 8 gelöst, nämlich Beaufschlagung der ersten Abrisskante 26 mit dem durch die erste Spüleinrichtung 28 bereitgestellten Spülmedium 13 und Beaufschlagung der zweiten Abrisskante 27 mit dem durch die zweite Spüleinrichtung 29 bereitgestellten Spülmedium 14, wobei die beiden Spülmedien 13, 14 jeweils vom oberen Teil des Gehäuseblocks 10', 1 1 ', 18 im Spalt zwischen der Außenverkleidung 12.1 bzw. 12.2 in einer von der Oberseite zur Unterseite gerichteten Strömungsrichtung geführt werden.

Claims

Patentansprüche
1 . Vorhang-Auftragswerk zum Auftragen eines flüssigen oder pastösen Auftragsmediums auf zumindest eine Oberfläche einer laufenden Materialbahn (4), insbesondere einer Faserstoffbahn (4), wobei das Vorhang-Auftragswerk einen Auftragskopf (1 ) umfasst mit zumindest einer sich im Wesentlichen über die Breite des Auftragskopf (1 ) erstreckende Abrisskante (16, 26, 27) an der das Auftragsmedium den Auftragskopf (1 ) in Form eines frei fallenden Vorhangs (2) verlässt dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Spüleinrichtung (28,29) vorgesehen ist, mittels welcher zumindest eine der zumindest einen Abrisskante (16, 26, 27) mit einem strömenden gasförmigen Spülmedium (13, 14) beaufschlagbar ist, und dass weiterhin zumindest eine Sperrvorrichtung (9, 9a, 9b) vorgesehen ist, welche dazu geeignet ist, Luftbewegungen der Umgebungsluft vom Vorhang (2) fern zu halten.
2. Vorhang-Auftragswerk nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der
Auftragskopf (1 ) einen Gehäuseblock (10, 10', 1 1 . 1 Γ) , insbesondere aus einem metallischen Werkstoff umfasst, in dem eine Querverteilkammer (23, 23.1 ,23.2) und ein Düsenspalt (24, 24.1 , 24.2) angeordnet sind, und der Gehäuseblock (10, 10', 1 1 . 1 1 ') zumindest abschnittweise von einer Außenverkleidung (12.1 , 12.2) und/oder einer thermisch isolierende Schicht umgeben ist, welche mit der Umgebung in Kontakt kommt.
3. Vorhang-Auftragswerk nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die
Außenverkleidung (12.1 , 12.2) zumindest abschnittweise durch die thermisch isolierende Schicht vom Gehäuseblock (10, 10', 1 1 . 1 1 ') thermisch entkoppelt ist.
4. Vorhang-Auftragswerk nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Sperrvorrichtung (9, 9a, 9b) in Laufrichtung der Materialbahn (4) vor und/oder nach dem Auftragskopf (1 ) angeordnet ist.
5. Vorhang-Auftragswerk nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Sperrvorrichtung (9) Mittel zur Erzeugung eines Luftschildes (9) , insbesondere eine oder mehrere Luftdüsen (6) umfasst.
6. Vorhang-Auftragswerk nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die
Strömungsrichtung der Luft des Luftschildes (9) eine Komponente aufweist, die von dem Auftragskopf (1 ) weg weist und/oder eine Komponente aufweist, die von der Materialbahn (4) weg weist.
7. Vorhang-Auftragswerk nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand zumindest einer Sperrvorrichtung (9, 9a, 9b), insbesondere aller Sperrvorrichtungen (9, 9a, 9b) zum Auftragskopf (1 ) weniger als 100 cm, insbesondere weniger als 50 cm, besonders bevorzugt zwischen 20 cm und 50 cm beträgt.
8. Vorhang-Auftragswerk nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Spüleinrichtung (28, 29) und die zumindest eine Sperrvorrichtung (9) mit einer gemeinsamen Luftversorgung verbunden oder verbindbar sind.
9. Vorhang-Auftragswerk nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel vorgesehen sind, um die Temperatur des gasförmigen Spülmediums (13,14) und/oder des Auftragsmediums einzustellen, wobei die Mittel insbesondere so eingerichtet sind, um die Temperatur des Spülmediums (13, 14) im Bereich des 0,4-fachen bis 1 ,5- fachen der Temperatur der Umgebung und /oder des Auftragsmediums einzustellen.
10.Vorhang-Auftragswerk nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel vorgesehen sind, um den Feuchtgehalt des Spülmediums (13, 14) zu reduzieren.
1 1 . Verfahren zur Beschichtung einer laufenden Materialbahn (4) mit wenigstens einem flüssigen und/oder pastösen Auftragsmedium mittels eines Vorhang- Auftragswerks, insbesondere eines Vorhang-Auftragswerks gemäß einem der vorherigen Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass das Auftragsmedium den Auftragskopf (1 ) in Form eines frei fallenden, ein- oder mehrlagigen Vorhangs (2) verlässt der nachfolgend auf die Materialbahn (4) tritt, wobei der
Bereich zumindest einer der zumindest einen Abrisskante (26, 27) mit einem strömenden gasförmigen Spülmedium (13, 14) beaufschlagt wird.
12. Verfahren gemäß Anspruch 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Vorhang- Auftragswerk eine Sperrvorrichtung (9, 9a, 9b) umfasst, welche Mittel zur
Erzeugung eines Luftschildes (9) umfasst und die Geschwindigkeit der Luft des Luftschildes (9) zwischen 15 m/s und 60 m/s beträgt. .
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das
Auftragsmedium mit einer Durchflussrate von weniger als 10 l/min*m, insbesondere von weniger als 6 l/min*m, besonders bevorzugt zwischen 2 l/min*m und 5 l/min*m aufgetragen wird.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die relative Feuchte des Spülmediums kleiner als 100 RH% ist.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausströmgeschwindigkeit des (13, 14) Spülmediums zwischen 6 m/min und 40 m/min, insbesondere zwischen 12 m/min und 20 m/min beträgt und/oder dass die Austrittsgeschwindigkeit des Auftragsmediums aus dem Auftragskopf (1 ) zwischen 10 m/min und 100 m/min, insbesondere zwischen
16 m/min und 66 m/min beträgt.
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