EP4680806A1 - Vorrichtung und verfahren - Google Patents

Vorrichtung und verfahren

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Publication number
EP4680806A1
EP4680806A1 EP24706018.9A EP24706018A EP4680806A1 EP 4680806 A1 EP4680806 A1 EP 4680806A1 EP 24706018 A EP24706018 A EP 24706018A EP 4680806 A1 EP4680806 A1 EP 4680806A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
application
web
edge
width
application device
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Pending
Application number
EP24706018.9A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Franziska FERRER
Christoph Henninger
Benjamin Méndez-Gallon
Christoph Adams
Günther Kriechbaum
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 EP4680806A1 publication Critical patent/EP4680806A1/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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
    • D21H23/50—Spraying or projecting
    • 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
    • D21H17/00—Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its constitution; Paper-impregnating material characterised by its constitution
    • D21H17/20—Macromolecular organic compounds
    • D21H17/21—Macromolecular organic compounds of natural origin; Derivatives thereof
    • D21H17/24—Polysaccharides
    • D21H17/28—Starch
    • 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

Definitions

  • the invention relates to an application device for coating a fibrous web according to the preamble of claim 1 and to a method for coating a fibrous web with such an application device.
  • These coatings can, for example, be the application of pigment-containing coating colors or barrier media, for example based on polyvinyl alcohol or micro-/nanofibrillated cellulose.
  • Another common application is the application of a starch solution to the fibrous web. This can influence the surface of the web, while the starch application can also improve the strength properties of the fibrous web.
  • the coating is usually done indirectly.
  • the coating medium is dosed onto the moving surface of a transfer roller and from there transferred to the fibrous web in a transfer nip.
  • the coating medium is applied in excess to the transfer roller and then dosed to the desired application quantity using suitable doctor blade dosing systems.
  • the application quantity can be varied by doctoring off more or less of the excess coating medium. Changing the application quantity usually requires changing the doctor blade, which requires the machine to be stopped. is necessary.
  • doctor blade dosing systems are described, for example, in the document DE102004029565 A1.
  • application systems are known, for example from EP3332955 B1, in which the coating medium is sprayed onto the application rollers via a series of spray nozzles. In contrast to doctor blade dosing systems, these systems do not require contact dosing systems.
  • an application nozzle is known in which a curtain or film is dispensed from a slot nozzle, which is then atomized by means of a blowing head.
  • edge scrapers are used to remove the excess coating medium in the edge area of the roller.
  • the edge scrapers are designed to be movable in the width direction of the web, i.e. in the cross-machine direction. The edge scrapers are moved manually. Such edge scrapers are described, for example, in the documents DE102004039162 A1 or DE202017101177 U1.
  • edge scrapers are wearing parts that have to be replaced regularly. If the edge scrapers do not work well enough, additional coating medium from the transfer roller can stick to the edge of the paper web. Even if these are only small amounts, this means that these small amounts add up during winding and can lead to a bulge on the edge of the reel. This leads to increased waste.
  • the object of the present invention is to overcome the problems of the prior art.
  • An application device for coating a fibrous web, in particular a paper, packaging or cardboard web, wherein the application device comprises an application nozzle for applying a coating medium, in particular a starch solution, in an application width to a moving surface, and wherein the application nozzle is designed to produce a spray mist of coating medium.
  • the application device has limiting means in order to vary the application width.
  • the inventors have recognized that it is more practical to adjust the application width directly in the application nozzle. This means that only the exact application width required can be applied to the running surface. This not only saves the unused application medium in the edge area.
  • the edge scraper can often be dispensed with entirely, which further reduces the effort and costs for the coating. Finally, Systems that previously collected and drained off the excess, scraped-off coating medium are no longer necessary. This also makes the coating more cost-effective.
  • the running surface is provided by the surface of a transfer roller and the application device also has a transfer nip in which the coating medium is transferred to the fibrous web.
  • a transfer nip can be formed from two transfer rollers, and a coating medium can be applied to each of the two surfaces of the transfer rollers.
  • At least one, preferably both, application nozzles are designed according to aspects of the invention.
  • the application width and the width of the running surface can be up to 10m or more in modern systems.
  • the inventors have recognized that application devices in which the coating medium is sprayed onto the moving surface are particularly suitable for varying the application width.
  • the application nozzle has an outlet gap that extends in the width direction of the application nozzle and is designed to produce a film of coating medium or a curtain of coating medium.
  • the application nozzle further comprises a blow head that is designed to produce a linear jet of gaseous medium.
  • the linear jet of gaseous medium impacts the film or curtain of coating medium at an impact line. This forms a
  • the blower head is positioned so that the spray mist is directed towards the running surface.
  • Air in particular can be used as a gaseous medium.
  • the application nozzle and the outlet gap both extend at least over the application width, usually over the entire width of the moving surface. The same applies to the blow head or the linear jet of gaseous medium.
  • the limiting means can, for example, have an adjustable closure device in order to close at least one edge zone, in particular both edge zones of the outlet gap.
  • the length of the closed edge zone or edge zones can be variable.
  • a cover element for closing the outlet gap can be provided on at least one, in particular on both edge zones, wherein the at least one cover element is displaceable along the width direction of the application nozzle.
  • the closure device engages in the edge zones with a plug in the outlet gap and thus closes it.
  • the at least one plug can be moved along the width direction of the application nozzle.
  • the adjustable closure device can be provided with a servomotor for moving the cover element and/or the plug. This allows the application width to be varied automatically without the machine having to be stopped.
  • the coating medium continues to exit from the outlet gap in the edge zone.
  • one or more collecting trays can be provided. These Catch trays can be designed in such a way that the spray mist is collected and diverted by the catch tray before it hits the moving surface.
  • the catch tray can be designed to be movable along the width of the application nozzle. This also allows the application width to be varied very efficiently.
  • the application nozzle has a number of spray nozzles for generating a spray mist of coating medium, which are arranged distributed over the width of the application nozzle, and that the limiting means are designed to completely or partially close the spray nozzles in at least one edge zone of the application nozzle or to prevent the application of the coating medium to the running surface...
  • the limiting means being designed to completely or partially interrupt the supply of coating medium to the spray nozzles.
  • the limiting means may be designed to completely or partially block the outlet from the spray nozzles.
  • the coating medium can continue to exit the spray nozzles in the edge zone.
  • one or more collecting trays can be provided. These collecting trays can be designed in such a way that the coating exiting the spray nozzles is collected and drained off by the collecting tray before it hits the moving surface.
  • the collecting tray can be designed to be movable along the width direction of the application nozzle. This also allows the application width to be varied very efficiently. Irrespective of the design of the application nozzle, it can be advantageous if the application device also comprises sensors for detecting the web edge of the fibrous web, which are arranged in front of the application nozzle at a measuring position as seen in the running direction of the fibrous web.
  • These sensors for detecting the web edge can in particular be designed as optical sensors so that the position of the web edge can be determined without contact.
  • control unit can be provided which is set up to vary the application width based on an explicit specification or on the basis of suitable measured values. This can advantageously be done on the basis of the determined web edges
  • a method for coating a fibrous web, in particular a paper, packaging or cardboard web, with a coating medium, in particular a starch solution is proposed, wherein an application device according to one of the aspects of the invention is used for coating.
  • the method may comprise the steps:
  • the application width is set so that no coating medium is applied outside the edge of the web. In this way, it is possible to dispense with the edge scrapers known from the prior art.
  • the web edge of the fibrous web can be detected at a measuring position in front of the application nozzle, whereby no further drying units are arranged between the measuring position and the application nozzle. This has the advantage that the fibrous web is no longer significantly shrinks.
  • the detected web edge therefore also corresponds to the web edge on the application device.
  • Optical sensors such as camera systems in conjunction with suitable evaluation software, are very advantageous for detecting the edge of the web.
  • an expected web width or the expected positions of the web edge are stored for each type of product to be produced. These values can either be stored as fixed values based on experience, or determined or adjusted from measurements from previous production runs.
  • the web edge can then be detected by reading the stored values. In this way, sensors for detecting the web edge can even be dispensed with.
  • the current position of the web edges can be compared with the position of the web edges expected for the new grade using a control unit.
  • the coating medium comes into contact with areas that are not covered by the fiber web.
  • Figure 1 shows an application device according to one aspect of the invention
  • FIG. 2 shows part of an application device according to another aspect of the invention
  • Figure 3 shows part of an application device according to another aspect of the invention.
  • Figure 1 shows an application device according to a further aspect of the invention.
  • the application nozzle 1 has a nozzle head which has an outlet gap 2 which extends in the width direction of the application nozzle 1.
  • the coating medium is dispensed in the form of a film 15 which is deposited on a support surface 7.
  • This support surface 7 can be designed as a separate component. Alternatively, it can also be provided that part of the wall of the application nozzle 1 is used as the support surface 7.
  • the application nozzle 1 has a blow head 5 which is designed to generate a linear jet of gaseous medium, and wherein an impact line is also provided at which the linear jet of gaseous medium impacts the film 15 of coating medium and forms a spray curtain 8.
  • the blow head 5 is arranged such that the spray curtain 8 is directed in the direction of the running surface 4.
  • the running surface 4 is realized by the surface of a transfer roller 40. From this, the coating medium is transferred to the fibrous web in a transfer nip (not shown).
  • the application width B of the coating medium is varied over the width of the outlet gap.
  • adjustable closure devices 25 are provided on the two edge zones 10 in order to close the outlet gap 2.
  • these closure devices 25 are implemented by means of cover elements 30 which close the outlet gap 2 from the outside.
  • the displacement of these cover elements 30 can be carried out manually.
  • suitable servomotors can also be provided for this purpose. In such designs, the Adjustment of the application width B can be carried out completely or largely automatically.
  • the application nozzle 1 of Figure 2 differs from the design in Figure 1 in the type of adjustable closure devices 25 on the two edge zones 10. These are implemented in Figure 2 as movable plugs 35. These plugs engage in the outlet gap 2 and thereby close it.
  • at least one plug 35, in particular both plugs 35, are designed to be movable along the width direction of the application nozzle 1 in order to vary the application width B.
  • Figure 3 schematically shows an application nozzle 1, which has a number of spray nozzles 6 for generating a spray mist 8 of coating medium, which are arranged distributed over the width of the application nozzle 1.
  • limiting means are provided here, which completely or at least partially close the spray nozzles 6 in the two edge zones 10 of the application nozzle 1 by means of two cover elements 30.
  • the cover elements 30 are designed to be movable along the width direction of the application nozzle 1. In this way, the application width B can be varied.

Landscapes

  • Coating Apparatus (AREA)

Abstract

Auftragsvorrichtung und Verfahren zum Beschichten einer Faserstoffbahn, insbesondere einer Papier-, Verpackungs- oder Kartonbahn, wobei die Auftragsvorrichtung eine Auftragsdüse zum Auftragen eines Beschichtungsmediums, insbesondere einer Stärkelösung, in einer Auftragsbreite (B) auf eine laufende Oberfläche umfasst, und wobei die Auftragsdüse ddaazzuu eingerichtet ist, einen Sprühnebel aus Beschichtungsmedium zu erzeugen, dadurch gekennzeichnet, dass die Auftragsvorrichtung Begrenzungsmittel aufweist, um die Auftragsbreite (B) zu variieren.

Description

Vorrichtung und Verfahren
Die Erfindung betrifft eine Auftragsvorrichtung zum Beschichten einer Faserstoffbahn gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren zum Beschichten einer Faserstoffbahn mit einer solchen Auftragsvorrichtung.
Bei der Herstellung oder Verarbeitung von Faserstoffbahnen, insbesondere von Papier-, Verpackungs- oder Kartonbahnen ist es üblich, diese Bahnen mit einer oder mehreren Beschichtungen zu versehen.
Bei diesen Beschichtungen kann es sich beispielsweise um den Auftrag von pigmenthaltigen Streichfarben oder um Barrieremedien, beispielsweise auf Basis von Polyvinylalkohol oder micro-/nanofibrillieriter Zellulose, handeln.
Eine weitere häufige Anwendung ist der Auftrag einer Stärkelösung auf die Faserstoffbahn. Dadurch kann einerseits die Oberfläche der Bahn beeinflusst werden, andererseits können durch den Stärkeauftrag auch die Festigkeitseigenschaften der Faserstoffbahn verbessert werden.
Insbesondere bei Stärkelösungen erfolgt die Beschichtung meist indirekt. Dabei wird das Beschichtungsmedium auf die laufende Oberfläche einer Übertragungswalze dosiert, und von dort in einem Übertragungsnip auf die Faserstoffbahn übertragen.
Für das Dosieren auf die Übertragungswalze sind verschiedene Systeme bekannt.
Bei der klassischen Filmpresse wird das Beschichtungsmedium im Überschuss auf die Übertragungswalze aufgegeben, und dann mittels geeigneter Rakeldosiersysteme auf die gewünschte Auftragsmenge dosiert. Eine Variation der Auftragsmenge wird dadurch erreicht, dass mehr oder weniger von dem Überschuss an Beschichtungsmedium abgerakelt wird. Für einen Wechsel der Auftragsmenge ist in der Regel ein Wechsel des Rakelstabes notwendig, wozu ein Stillstand der Maschine notwendig ist. Derartige Rakeldosiersysteme sind beispielsweise in der Schrift DE102004029565 A1 beschrieben.
Alternativ sind beispielsweise aus der EP3332955 B1 Auftragswerke bekannt, bei denen das Beschichtungsmedium über eine Reihe von Sprühdüsen auf die Auftragswalzen gesprüht wird. Diese Systeme kommen im Gegensatz zu Rakeldosiersystemen ohne berührende Dosiersysteme aus.
Aus der Patentanmeldung DE 102022105518.3 der Anmelderin ist eine Auftragsdüse bekannt, bei der aus einer Breitschlitzdüse ein Vorhang oder Film abgegeben wird, der dann mittels eines Blaskopfes zerstäubt wird.
Bei einem Wechsel der produzierten Sorte tritt hier die Schwierigkeit auf, dass z.B. durch unterschiedlichen Schrumpf in der Trockenpartie die Breite der Faserstoffbahn beim Einlauf in die Auftragsvorrichtung merklich variieren kann. Passiert einer stärker geschrumpfte Bahn den Übertragungsnip, wird dann nicht das gesamte Beschichtungsmedium auf die Faserstoffbahn übertragen. In den Randreichen wird zwar Beschichtungsmedium auf die Übertragungswalze appliziert, kann jedoch nicht von der Faserstoffbahn übernommen werden.
Zur Sauberhaltung der Übertragungswalzen kommen daher schmale Randschaber zum Einsatz, die das Überschüssige Beschichtungsmedium im Randbereich der Walze entfernen. Um der sich ändernden Bahnbreite Rechnung zu tragen, sind die Randschaber im Breitenrichtung der Bahn, also in Maschinenquerrichtung, bewegbar ausgeführt. Das Bewegen der Randschaber erfolgt dabei händisch. Solche Randschaber sind beispielsweise in den Schriften DE102004039162 A1 oder DE202017101177 U1 beschrieben.
Nachteilig am Stand der Technik ist unter anderem, dass es sich bei diesen Randschabern um Verschleißteile handeln, welche regelmäßig erneuert werden müssen. Wirken die Randschaber zudem nicht ausreichend gut, so kann es dazu kommen, dass zusätzliches Beschichtungsmedium von der Übertragungswalze am Rand der Papierbahn anhaftet. Auch wenn dies nur kleine Mengen sind, führt das dazu, dass sich diese kleinen Mengen bei der Aufrollung aufaddieren, und zu einem Wulst am Rand des Tambours führen können. Dies führt zu gesteigertem Ausschuss
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Probleme des Standes der Technik zu überwinden.
Es ist weiterhin Aufgabe der Erfindung, eine Möglichkeit für eine kostengünstigere Beschichtung vorzuschlagen.
Es ist zudem Aufgabe der Erfindung, das Beschichtungsverfahren weiter zu automatisieren.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Ausführung entsprechend den unabhängigen Ansprüche gelöst. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung finden sich in den Unteransprüchen.
Vorgeschlagen wird dabei eine Auftragsvorrichtung zum Beschichten einer Faserstoffbahn, insbesondere einer Papier-, Verpackungs- oder Kartonbahn, wobei die Auftragsvorrichtung eine Auftragsdüse zum Aufträgen eines Beschichtungsmediums, insbesondere einer Stärkelösung, in einer Auftragsbreite auf eine laufende Oberfläche umfasst, und wobei die Auftragsdüse dazu eingerichtet ist, einen Sprühnebel aus Beschichtungsmedium zu erzeugen. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Auftragsvorrichtung Begrenzungsmittel aufweist, um die Auftragsbreite zu variieren.
Die Erfinder haben erkannt, dass es zweckmäßiger ist, die Auftragsbreite direkt in der Auftragsdüse anzupassen. Dadurch kann auf die laufende Oberfläche nur genau die benötigte Auftragsbreite aufgegeben werden. Somit kann nicht nur das ungenutzte Auftragsmedium im Randbereich eingespart werden. Vorteilhafterweise kann dann häufig auch ganz auf die Randschaber verzichtet werden, wodurch der Aufwand und die Kosten für die Beschichtung weiter reduziert werden. Schließlich kann auch auf Systeme verzichtet werden mit denen bisher das überschüssige, abgeschaberte Beschichtungsmedium aufgefangen und abgeleitet wird. Auch dadurch kann die Beschichtung kostengünstiger erfolgen.
Somit ist es besonders vorteilhaft, wenn die laufende Oberfläche durch die Oberfläche einer Übertragungswalze zur Verfügung gestellt wird, und die Auftragsvorrichtung zudem einen Übertragungsnip aufweist, in dem das Beschichtungsmedium auf die Faserstoffbahn übertragen wird.
Wie bei den bisher bekannten Filmpressen kann auch ein simultaner beidseitiger, indirekter Auftrag erfolgen. Dazu kann ein Übertragungsnip aus zwei Übertragungswalzen gebildet werden, und auf jede der beiden Oberflächen der Übertragungswalzen kann ein Beschichtungsmedium aufgetragen werden. Dabei ist zumindest eine, bevorzugt beide Auftragsdüsen gemäß Aspekten der Erfindung ausgeführt.
Die Auftragsbreite sowie die Breite der laufenden Oberfläche können bei modernen Anlagen bis zu 10m oder mehr betragen.
Als besonders geeignet für eine Variation der Auftragsbreite haben die Erfinder diejenigen Auftragsvorrichtungen erkannt, bei denen das Beschichtungsmedium auf die laufende Oberfläche gesprüht wird.
Auftragsdüsen für derartige Auftragsvorrichtungen können dabei auf unterschiedliche Arten realisiert sein,
In einer Ausführung kann vorgesehen sein, dass die Auftragsdüse einen Auslasspalt aufweist, der sich in Breitenrichtung der Auftragsdüse erstreckt, und der dazu ausgebildet ist, einen Film aus Beschichtungsmedium oder einen Vorhang aus Beschichtungsmedium zu erzeugen. Die Auftragsdüse umfasst weiter einen Blaskopf, der dazu ausgebildet ist einen linienförmigen Strahl aus gasförmigem Medium zu erzeugen. An einer Aufpralllinie prallt der linienförmige Strahl aus gasförmigem Medium auf den Film oder Vorhang aus Beschichtungsmedium. Dadurch bildet sich ein Sprühnebel aus. Der Blaskopf ist dabei so angeordnet, dass der Sprühnebel in Richtung der laufenden Oberfläche gerichtet ist.
Als gasförmiges Medium kann insbesondere Luft verwendet werden.
Die Auftragsdüse und der Auslassspalt erstrecken sich dabei beide zum indest über die Auftragsbreite, üblicherweise über die gesamte Breite der laufenden Oberfläche. Dasselbe gilt für den Blaskopf bzw. den linienförmigen Strahl aus gasförmigem Medium.
Bei derartigen Auftragsdüsen können die Begrenzungsmittel beispielsweise eine verstellbare Verschlussvorrichtung aufweisen, um zumindest eine Randzone, insbesondere beide Randzonen des Auslassspalts zu verschließen. Zur Variation der Auftragsbreiten kann die Länge der verschlossenen Randzone bzw. Randzonen veränderbar sein.
So kann beispielsweise an zumindest einer, insbesondere an beiden Randzonen jeweils ein Abdeckelement zum Verschließen des Auslassspalts vorgesehen sein, wobei das zumindest eine Abdeckelement entlang der Breitenrichtung der Auftragsdüse verschiebbar ist.
Alternativ oder zusätzlich kann auch vorgesehen sein, dass die Verschlussvorrichtung in den Randzonen mit einem Stopfen in den Auslassspalt eingreift, und diese so verschließt. Auch hier ist der zumindest eine Stopfen entlang der Breitenrichtung der Auftragsdüse verschiebbar.
Weiterhin kann vorgesehen sein, dass die verstellbare Verschlussvorrichtung einen Stellmotor zum Verschieben des Abdeckelements und/oder des Stopfens aufweist. Somit kann die Auftragsbreite automatisch variiert werden, ohne dass ein Stillstand der Maschine notwendig wird.
In wiederum alternativen Ausführungen kann auch vorgesehen sein, dass in der Randzone zwar weiterhin das Beschichtungsmedium aus dem Auslassspalt austritt. Um zu verhindern, dass das Beschichtungsmedium aber auf der laufenden Oberfläche austritt, können eine oder mehrere Auffangwannen vorgesehen sein. Diese Auffangwannen können so ausgeführt sein, dass der Sprühnebel vor dem Auftreffen auf der laufenden Oberfläche von der Auffangwanne aufgenommen und abgeleitet wird. Die Auffangwanne kann entlang der Breitenrichtung der Auftragsdüse verschiebbar ausgeführt sein. Dadurch kann auch sehr effizient die Auftragsbreite variiert werden.
In einer alternativen Ausführung kann vorgesehen sein, dass die Auftragsdüse eine Anzahl von Sprühdüsen zur Erzeugung eines Sprühnebels aus Beschichtungsmedium aufweist, welche über die Breite der Auftragsdüse verteilt, angeordnet sind, und dass die Begrenzungsmittel dazu eingerichtet sind, die Sprühdüsen in zumindest einer Randzone der Auftragsdüse ganz oder teilweise zu verschließen oder den Auftrag des Beschichtungsmediums auf die laufende Oberfläche zu verhindern...
Dies kann beispielsweise dadurch realisiert sein, dass die Begrenzungsmittel dazu eingerichtet sind, die Zuführung an Beschichtungsmedium zu den Sprühdüsen ganz oder teilweise zu unterbrechen.
Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass die Begrenzungsmittel dazu eingerichtet sind, den Austritt aus den Sprühdüsen ganz oder teilweise zu blockieren.
In wiederum alternativen Ausführungen kann auch vorgesehen sein, dass in der Randzone zwar weiterhin das Beschichtungsmedium aus den Sprühdüsen austritt. Um zu verhindern, dass das Beschichtungsmedium aber auf der laufenden Oberfläche austritt, können eine oder mehrere Auffangwannen vorgesehen sein. Diese Auffangwannen können so ausgeführt sein, dass das aus den Sprühdüsen austretende Beschichtung vor dem Auftreffen auf der laufenden Oberfläche von der Auffangwanne aufgenommen und abgeleitet wird. Die Auffangwanne kann entlang der Breitenrichtung der Auftragsdüse verschiebbar ausgeführt sein. Dadurch kann auch sehr effizient die Auftragsbreite variiert werden. Unabhängig von der Ausgestaltung der Auftragsdüse kann es vorteilhaft sein, wenn die Auftragsvorrichtung zudem noch Sensoren zum Erfassen des Bahnrands der Faserstoffbahn umfasst, die an einer Messposition in Laufrichtung der Faserstoffbahn gesehen vor der Auftragsdüse angeordnet sind.
Diese Sensoren zum Erfassen des Bahnrands können insbesondere als optische Sensoren ausgeführt sein, so dass eine kontaktlose Ermittlung der Position des Bahnrands erfolgen kann.
Weiterhin kann eine Steuerungseinheit vorgesehen sein, die dazu eingerichtet ist, auf Basis einer expliziten Vorgabe oder auf Basis von geeigneten Messwerten die Auftragsbreite zu variieren. Dies kann vorteilhafterweise auf Basis der ermittelten Bahnränder geschehen
Weiterhin wir ein Verfahren zum Beschichten einer Faserstoffbahn, insbesondere einer Papier-, Verpackungs- oder Kartonbahn, mit einem Beschichtungsmedium, insbesondere einer Stärkelösung vorgeschlagen, wobei zum Beschichten eine Auftragsvorrichtung nach einem der Aspekt der Erfindung verwendet wird.
Insbesondere kann das Verfahren die Schritte umfassen:
I. Erfassen zumindest eines Bahnrands der Faserstoffbahn
II. Einstellen der Auftragsbreite (B) des Beschichtungsmediums in Abhängigkeit von der Position des erfassten Bahnrands
Vorteilhafterweise wird die Auftragsbreite so eingestellt werden, dass die Auftragsbreite so eingestellt wird, dass kein Beschichtungsmedium außerhalb des Bahnrands aufgetragen wird. Auf diese Weise ist es möglich, dass auf die aus dem Stand der Technik bekannten Randschaber verzichtet wird.
Das Erfassen des Bahnrands der Faserstoffbahn kann an einer Messposition vor der Auftragsdüse erfolgen, wobei zwischen der Messposition und der Auftragsdüse keine weiteren Trocknungsaggregate angeordnet sind. Dies hat den Vorteil, dass zwischen der Messposition und der Auftragsdüse die Faserstoffbahn nicht mehr nennenswert schrumpft. Somit entspricht der erfasste Bahnrand auch dem Bahnrand an der Auftragsvorrichtung.
Zum Erfassen des Bahnrands sind optische Sensoren, beispielsweise Kamerasysteme in Verbindung mit einer geeigneten Auswertesoftware sehr vorteilhaft.
Mit einer Auftragsvorrichtung gemäß Aspekten der Erfindung lassen sich auch noch weitere Verfahrensvarianten realisieren. So kann beispielsweise der Sortenwechsel weiter automatisiert werden.
Dazu ist es vorteilhaft, wenn für die zu produzierenden Sorten jeweils eine zu erwartende Bahnbreite bzw. die zu erwartenden Positionen des Bahnrands hinterlegt werden. Diese Werte können entweder als Erfahrungswerte fix hinterlegt sein, oder aber aus Messungen von vorherigen Produktionsläufen bestimmt bzw. angepasst werden.
Das Erfassen des Bahnrands kann dann durch Auslesen der hinterlegten Werte erfolgen. Auf diese Weise kann sogar auf eine Sensorik zum Erfassen des Bahnrands verzichtet werden.
Steht ein Sortenwechsel an, kann dann mittels einer Steuerungseinheit die aktuelle Position der Bahnränder mit den bei der neuen Sorte zu erwartenden Position der Bahnränder verglichen werden.
Wird die künftige Bahn schmäler sein, als die aktuelle, so ist es vorteilhaft, zuerst die Auftragsbreite zu reduzieren, und dann den Sortenwechsel zu starten. Wir die künftige Bahn breiter als die aktuelle, kann umgekehrt zuerst mit dem Sortenwechsel gestartet werden, und die Auftragsbreite im Nachgang vergrößert werden, wenn die Bahn ihre größere Breite erreicht hat.
Auf diese Weise kann vermieden werden, dass beim Sortenwechsel Beschichtungsmedium mit Bereichen in Kontakt kommt, die nicht von der Faserstoffbahn bedeckt sind.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Figuren erläutert. Die Erfindung ist dabei nicht auf die dargestellten Ausführungen begrenzt.. Die Figuren zeigen im Einzelnen: Figur 1 zeigt eine Auftragsvorrichtung gemäß einem Aspekt der Erfindung
Figur 2 zeigt einen Teil einer Auftragsvorrichtung gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung
Figur 3 zeigt einen Teil einer Auftragsvorrichtung gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung.
Figur 1 zeigt eine Auftragsvorrichtung gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung. Dabei weist die Auftragsdüse 1 einen Düsenkopf auf, welcher einen Auslasspalt 2 aufweist, der sich in Breitenrichtung der Auftragsdüse 1 erstreckt. Das Beschichtungsmedium wird dabei aber in Form eines Films 15 abgegeben, der auf eine Stützfläche 7 abgelegt wird. Diese Stützfläche 7 kann dabei als separates Bauteil ausgeführt sein. Alternativ kann aber auch vorgesehen sein, dass ein Teil der Wandung der Auftragsdüse 1 als Stützfläche 7 genutzt wird.
Zusätzlich weist die Auftragsdüse 1 einen Blaskopf 5 auf, der dazu ausgebildet ist, einen linienförmigen Strahl aus gasförmigem Medium zu erzeugen, und wobei weiterhin eine Aufpralllinie vorgesehen ist, an der der linienförmige Strahl aus gasförmigem Medium auf den Film 15 aus Beschichtungsmedium prallt und einen Sprühvorhangs 8 ausbildet. Dabei ist der Blaskopf 5 so angeordnet ist, dass der Sprühvorhang 8 in Richtung der laufenden Oberfläche 4 gerichtet ist.
Bei der Ausführung in Figur 1 ist die laufende Oberfläche 4 durch die Oberfläche einer Übertragungswalze 40 realisiert. Von dieser wird das Beschichtungsmedium in einem nicht dargestellten Übertragungsnip auf die Faserstoffbahn übertragen.
Die Auftragsbreite B des Beschichtungsmediums wird dabei über die Breite des Auslassspalts variiert. Dazu sind an den beiden Randzonen 10 jeweils verstellbare Verschlusseinrichtungen 25 vorgesehen, um das Auslassspalt 2 zu verschließen. In Figur 1 sind diese Verschlusseinrichtungen 25 mittels Abdeckelementen 30 realisiert, die von außen dem Auslassspalt 2 verschließen. Das Verschieben dieser Abdeckelemente 30 kann manuell erfolgen. Vorteilhafterweise können dafür aber auch geeignete Stellmotoren vorgesehen sein. Bei derartigen Ausführungen kann die Verstellung der Auftragsbreite B ganz oder weitgehend automatisiert ausgeführt werden.
Die Auftragsdüse 1 der Figur 2 unterscheidet sich von der Ausführung aus Figur 1 durch die Art der verstellbaren Verschlussvorrichtungen 25 an den beiden Randzonen 10. Diese sind in Figur 2 als verschiebbare Stopfen 35 realisiert. Diese Stopfen greifen in den Auslassspalt 2 ein, und verschließen ihn dadurch. Auch hier ist der zumindest eine Stopfen 35, insbesondere beide Stopfen 35 entlang der Breitenrichtung der Auftragsdüse 1 zur Variation der Auftragsbreite B verschiebbar ausgeführt.
Figur 3 stellt schematisch eine Auftragsdüse 1 dar, die eine Anzahl von Sprühdüsen 6 zur Erzeugung eines Sprühnebels 8 aus Beschichtungsmedium aufweist, welche über die Breite der Auftragsdüse 1 verteilt angeordnet sind. Außerdem sind hier Begrenzungsmittel vorgesehen, die mittels zweier Abdeckelemente 30 die Sprühdüsen 6 in den beiden Randzone 10 der Auftragsdüse 1 ganz oder zumindest teilweise zu verschließen. In alternativen Ausführungen ist es auch möglich, die Zuführung an Beschichtungsmedium zu den Sprühdüsen 6 ganz oder teilweise zu unterbrechen.
Auch hier sind die Abdeckelement 30 entlang der Breitenrichtung der Auftragsdüse 1 bewegbar ausgeführt. Auf diese Weise kann die Auftragsbreite B variiert werden.
Bezugszeichenliste
1 Auftragsdüse
2 Auslassspalt 4 laufende Oberfläche
6 Sprühdüse
7 Stützfläche
8 Sprühnebel aus Beschichtungsmedium
10 Randzone 15 Film aus Beschichtungsmedium
25 verstellbare Verschlussvorrichtung
30 Abdeckelement
35 Stopfen
37 Auffangwanne 40 Übertragungswalze
B Auftragsbreite

Claims

Patentansprüche
1. Auftragsvorrichtung zum Beschichten einer Faserstoffbahn, insbesondere einer Papier-, Verpackungs- oder Kartonbahn, wobei die Auftragsvorrichtung eine Auftragsdüse (1 ) zum Aufträgen eines Beschichtungsmediums, insbesondere einer Stärkelösung, in einer Auftragsbreite (B) auf eine laufende Oberfläche (4) umfasst, und wobei die Auftragsdüse (1 ) dazu eingerichtet ist, einen Sprühnebel (8) aus Beschichtungsmedium zu erzeugen, dadurch gekennzeichnet, dass die Auftragsvorrichtung Begrenzungsmittel aufweist, um die Auftragsbreite (B) zu variieren.
2. Auftragsvorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die laufende Oberfläche (4) durch die Oberfläche einer Übertragungswalze (40) zur Verfügung gestellt wird, und dass die Auftragsvorrichtung zudem einen Übertragungsnip aufweist, in dem das Beschichtungsmedium auf die Faserstoffbahn übertragen wird.
3. Auftragsvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Auftragsdüse (1 ) einen Auslasspalt (2) aufweist, der sich in Breitenrichtung der Auftragsdüse (1 ) erstreckt, und der dazu ausgebildet ist, einen Film aus Beschichtungsmedium (15) oder einen Vorhang aus Beschichtungsmedium zu erzeugen und die Auftragsdüse (1 ) weiter einen Blaskopf (5) umfasst, der dazu ausgebildet ist einen linienförmigen Strahl aus gasförmigem Medium zu erzeugen, und wobei weiterhin eine Aufpralllinie vorgesehen ist, an der der linienförmige Strahl aus gasförmigem Medium auf den Film (15) oder Vorhang (14) aus Beschichtungsmedium prallt unter Ausbildung eines Sprühnebels (8), und wobei der Blaskopf (5) so angeordnet ist, dass der Sprühnebel (8) in Richtung der laufenden Oberfläche (4) gerichtet ist.
4. Auftragsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Auslassspalt (2) und/oder der der linienförmige Strahl aus gasförmigem Medium über die Breite der laufenden Oberfläche (4) erstrecken.
5. Auftragsvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Begrenzungsmittel eine verstellbare
Verschlussvorrichtung (25) aufweisen, um zumindest eine Randzone (10), insbesondere beide Randzonen (10) des Auslassspalts (2) zu verschließen, wobei die Länge der verschlossenen Randzone (10) bzw. Randzonen (10) veränderbar ist.
6. Auftragsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die verstellbare Verschlussvorrichtung (25) an zumindest einer, insbesondere beiden Randzonen (10) jeweils ein Abdeckelement (30) und/oder einen Stopfen (35) zum Verschließen des Auslassspalts (2) aufweist, wobei das zumindest eine Abdeckelement (30) entlang der Breitenrichtung der Auftragsdüse (1 ) verschiebbar ist.
7. Auftragsvorrichtung nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die verstellbare Verschlussvorrichtung (25) einen Stellmotor zum Verschieben des Abdeckelements (30) und/oder des Stopfens (35) aufweist.
8. Auftragsvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Auftragsdüse (1 ) eine Anzahl von Sprühdüsen (6) zur Erzeugung eines Sprühnebels (8) aus Beschichtungsmedium aufweist, welche über die Breite der Auftragsdüse (1 ) verteilt angeordnet sind, und dass die Begrenzungsmittel dazu eingerichtet sind, die Sprühdüsen (6) in zumindest einer Randzone (10) der Auftragsdüse (1 ) ganz oder teilweise zu verschließen oder den Auftrag des Beschichtungsmediums auf die laufende Oberfläche zu verhindern.
9. Auftragsvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an zumindest einer, insbesondere beiden Randzonen (10) jeweils eine Auffangwanne (37) zum Auffangen des Auftragsmediums vor dem Auftreffen auf die laufende Oberfläche (4) aufweist, wobei die zumindest eine Auffangwanne (37) entlang der Breitenrichtung der Auftragsdüse (1 ) verschiebbar ist.
10. Auftragsvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Auftragsvorrichtung zudem noch Sensoren zum Erfassen des Bahnrands der Faserstoffbahn umfasst, die an einer Messposition in Laufrichtung der Faserstoffbahn gesehen vor der Auftragsdüse (1 ) angeordnet sind.
11. Auftragsvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoren zum Erfassen des Bahnrands als optische Sensoren ausgeführt sind.
12. Verfahren zum Beschichten einer Faserstoffbahn, insbesondere einer Papier-, Verpackungs- oder Kartonbahn, mit einem Beschichtungsmedium, insbesondere einer Stärkelösung, dadurch gekennzeichnet, dass zum Beschichten eine Auftragsvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche verwendet wird.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren die Schritte umfasst:
I. Erfassen zumindest eines Bahnrands der Faserstoffbahn
II. Einstellen der Auftragsbreite (B) des Beschichtungsmediums in Abhängigkeit von der Position des erfassten Bahnrands
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Auftragsbreite so eingestellt wird, dass kein Beschichtungsmedium außerhalb des Bahnrands aufgetragen wird.
15. Verfahren nach einem er Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Erfassen des Bahnrands der Faserstoffbahn an einer Messposition vor der Auftragsdüse (1 ) erfolgt, wobei zwischen der Messposition und der Auftragsdüse (1 ) keine weiteren Trocknungsaggregate angeordnet sind.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass für die zu produzierenden Sorten jeweils eine zu erwartende Bahnbreite bzw. die zu erwartenden Positionen des Bahnrands in einer Steuerungseinheit hinterlegt werden und das Erfassen des Bahnrands durch Auslesen der hinterlegten Werte aus der Steuerungseinheit erfolgt.
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