ES2717275T3

ES2717275T3 - Device for leveling and establishing the thickness of a layer of liquid agent applied to a material

Info

Publication number: ES2717275T3
Application number: ES13728260T
Authority: ES
Inventors: Jan Krol; Krzysztof Wnek
Original assignee: Schattdecor Sp zoo
Current assignee: Schattdecor Sp zoo
Priority date: 2012-05-09
Filing date: 2013-05-08
Publication date: 2019-06-20
Anticipated expiration: 2033-05-08
Also published as: EP2846930A1; PL399127A1; WO2013169128A1; PL231007B1; PL2846930T3; EP2846930B1

Description

DESCRIPCIÓNDESCRIPTION

Dispositivo para nivelar y establecer el grosor de una capa de agente líquido aplicada a un materialDevice for leveling and establishing the thickness of a layer of liquid agent applied to a material

La materia objeto de la presente invención es un dispositivo para nivelar y establecer el grosor de una capa de agente líquido aplicada a una banda de material móvil revestido o lacado. Esta solución se refiere, en particular, a nivelar y establecer el grosor de una capa de agente de lacado o de impregnación aplicado a un papel decorativo preimpregnado o a una película de base. El dispositivo puede también ser utilizado para revestir otros papeles, películas o materiales.The subject matter of the present invention is a device for leveling and establishing the thickness of a liquid agent layer applied to a strip of coated or lacquered moving material. This solution relates, in particular, to leveling and establishing the thickness of a layer of coating or impregnating agent applied to a prepreg decorative paper or to a base film. The device can also be used to coat other papers, films or materials.

Los dispositivos conocidos para la puesta en práctica de este objetivo consisten en: un módulo que aplica un agente líquido a una banda de material móvil que comprende, entre otros, aplicar elementos y rodillos, un módulo que tira de la banda con la capa aplicada del agente líquido, asegurar el movimiento relativo entre el material y el módulo que aplica el agente líquido con el uso de un sistema de rodillos, y una hoja situada por detrás del módulo que aplica el agente en la dirección de desplazamiento del material, asegurar una resistencia del flujo y limpiar el exceso del agente retirándolo del material de tal manera que asegure una capa con una superficie y un grosor definidos.The known devices for the implementation of this objective consist of: a module that applies a liquid agent to a band of mobile material comprising, among others, applying elements and rollers, a module that pulls the band with the applied layer of the liquid agent, ensure the relative movement between the material and the module that applies the liquid agent with the use of a roller system, and a sheet located behind the module that applies the agent in the direction of material displacement, ensure a resistance of the flow and clean the excess of the agent by removing it from the material in such a way as to ensure a layer with a defined surface and thickness.

A partir del documento US 4076864 con el título "Procedimiento y aparato para revestir ambos lados de una banda móvil", son conocidos un procedimiento y un aparato en los que la banda es alimentada longitudinalmente a una velocidad que sobrepasa los 300 metros por minuto, entre un rodillo de soporte rotatorio y una hoja, presentando la hoja un bisel en la punta de contacto con la banda. El material de revestimiento es alimentado hasta un espacio libre dispuesto entre el rodillo y la banda para revestir la banda de papel sobre ambas caras. Un elemento importante de la presente invención es una hoja flexible que cede al empuje del líquido.From US 4076864 with the title "Method and apparatus for coating both sides of a moving web", a method and an apparatus are known in which the web is fed longitudinally at a speed exceeding 300 meters per minute, between a rotating support roller and a blade, the blade having a bevel at the contact point with the band. The coating material is fed to a free space disposed between the roll and the band to coat the paper web on both sides. An important element of the present invention is a flexible sheet that yields to the thrust of the liquid.

Es ampliamente conocido el procedimiento Meyer Bar. En un dispositivo para la puesta en práctica de este procedimiento el módulo que aplica un agente líquido comprende, entre otros, un rollo que aplica un agente líquido al material, denominado rollo aplicador y un tanque con un agente líquido. Las hojas son utilizadas para limpiar el exceso de un agente líquido y controlar tanto la cantidad como el grosor del revestimiento y se presentan bajo la forma de unas barras rotatorias redondas de acero fabricadas en acero inoxidable, enrolladas firmemente con alambre de acero de cromo níquel de diámetro variable. El grosor de la capa húmeda después del raspado depende del diámetro del alambre utilizado para enrollar el rodillo y es de aproximadamente 1,0 veces el diámetro del alambre. El grosor de la capa seca del agente aplicado depende de la concentración de los sólidos de los agentes de revestimiento. El módulo que tira de la banda con la capa aplicada de un agente líquido en el procedimiento de Meyer Bar consiste en múltiples rodillos de accionamiento para guiar, tirar de y soportar y distribuir la banda de material sobre los consiguientes módulos del dispositivo. En el dispositivo para la utilización de este procedimiento, la hoja está montada sobre una estructura de soporte y situada en el espacio entre el rollo aplicador y el módulo para aplicar el agente líquido procedente del tanque sobre el material y tirar del rollo que es un elemento del módulo de tracción del dispositivo, situado en el lado opuesto de la hoja en relación con el rollo aplicador. Los inconvenientes del procedimiento Meyer Bar se considera que incluyen la uniformidad limitada del agente aplicado, la reducida velocidad de su aplicación, la sensibilidad al fenómeno del derrape acuático a velocidades más altas y a la falta de eliminación de los defectos del material de base.The Meyer Bar method is widely known. In a device for implementing this method, the module that applies a liquid agent comprises, among others, a roll that applies a liquid agent to the material, called an applicator roll and a tank with an agent liquid. The sheets are used to clean the excess of a liquid agent and control both the quantity and the thickness of the coating and are presented in the form of stainless steel round rotary bars, tightly wound with nickel chrome steel wire. variable diameter. The thickness of the wet layer after scraping depends on the diameter of the wire used to wind the roll and is approximately 1.0 times the diameter of the wire. The thickness of the dry coating of the applied agent depends on the concentration of the solids of the coating agents. The module that pulls the web with the applied layer of a liquid agent in the Meyer Bar process consists of multiple drive rollers for guiding, pulling and supporting and distributing the web of material on the consequent modules of the device. In the device for using this method, the sheet is mounted on a support structure and located in the space between the applicator roll and the module to apply the liquid agent from the tank on the material and pull the roll that is an element of the device traction module, located on the opposite side of the sheet in relation to the applicator roll. The drawbacks of the Meyer Bar process are considered to include the limited uniformity of the applied agent, the reduced speed of its application, the sensitivity to the phenomenon of the water skid at higher speeds and the lack of elimination of defects in the base material.

El segundo procedimiento conocido, denominado de cámara de racleta consiste en aplicar laca al material utilizando un rollo reticulado, sobre el cual una cámara de racleta es presionada y sobre el cual el agente aplicado es alimentado a presión. La aplicación del rollo reticulado y de los portadores de tinta, situados sobre su superficie y llenados con el agente aplicado, rota en dirección inversa a una dirección de desplazamiento de la banda de material. El material es situado contra el rollo reticulado mediante un rodillo de presión a una distancia específica, pero sin presión, y el agente aplicado es frotado dentro del material revestido. En el dispositivo para la puesta en práctica de este procedimiento, el módulo que aplica un agente líquido comprende: una cámara de racleta, un rollo reticulado y un rodillo de presión (rodillo de posicionamiento) y el módulo que tira de la banda con la capa aplicada de un agente líquido consiste en al menos un rodillo de accionamiento y unos rodillos de guía. En el dispositivo para este procedimiento las hojas tienen forma de cuchillo y forman los bordes de la cámara de presión. Después de presionar el rollo reticulado forman un sistema de dosificación hermético. Los inconvenientes de este procedimiento incluyen las operaciones relativamente dificultosas y complicadas relacionadas con el reequipamiento con nuevas máquinas, la sustitución y el mantenimiento de las piezas del dispositivo, la sensibilidad a la contaminación y la falta de una eliminación suficiente de los defectos del material de base.The second known method, known as a doctor blade chamber, consists in applying lacquer to the material using a cross-linked roll, on which a doctor blade chamber is pressed and on which the applied agent is pressurized. The application of the crosslinked roll and of the ink carriers, located on its surface and filled with the applied agent, rotates in the reverse direction to a direction of displacement of the web of material. The material is placed against the crosslinked roll by a pressure roll at a specific distance, but without pressure, and the applied agent is rubbed into the coated material. In the device for carrying out this procedure, the module that applies a liquid agent comprises: a doctor blade chamber, a cross-linked roll and a pressure roller (positioning roller) and the module that pulls the band with the layer Applied liquid agent consists of at least one drive roller and guide rollers. In the device for this procedure the blades are knife-shaped and form the edges of the pressure chamber. After pressing the cross-linked roll they form an airtight metering system. The drawbacks of this procedure include the relatively difficult and complicated operations related to the re-equipment with new machines, the replacement and maintenance of the parts of the device, the sensitivity to contamination and the lack of a sufficient elimination of the defects of the base material .

Además, a partir del documento US 5741550 con el título "Unidad de medición de la hoja y procedimiento para el revestimiento de la hoja de una banda de material", son conocidos un procedimiento y un aparato para aplicar una mezcla de revestimiento sobre una tabla o una banda de papel que discurre a gran velocidad para una dosificación previa con precisión y un alisado previo del revestimiento aplicado con un aparato aplicador y a continuación componer mínimamente el revestimiento aplicado con un cuchillo de aire. El procedimiento se basa en la aplicación de una capa de una mezcla de revestimiento de grosor preciso sobre la banda por medio de un aplicador de orificios ranurados estrechos que operan con un contraflujo en la dirección inversa al desplazamiento de la banda y que ofrecen un control preciso del flujo de la masa de la mezcla de revestimiento (agente líquido) aplicada sobre la banda para conseguir un peso deseado de revestimiento. El aparato en este caso no incorpora un rollo que un agente líquido desde el tanque sino un módulo aplicador con una hendidura de orificios estrechos que se extiende en una dirección perpendicular a la máquina para facilitar el flujo laminar de alta velocidad de la mezcla de revestimiento dentro de una región de espacio libre definida mediante las superficies opuestas del aparato aplicador y la banda. El aparato aplicador presenta un miembro para dirigir la mezcla de revestimiento expulsada en la región del espacio libre en una dirección inversa a la dirección de desplazamiento de la banda, de manera que solo una porción predeterminada de la mezcla de revestimiento expulsada quede habilitada para formar un revestimiento aplicado sobre la banda. Esta dosificación previa precisa de la mezcla de revestimiento por el aparato aplicador permite que un operario optimice fácilmente el posterior proceso de composición del revestimiento aplicado con un cuchillo de aire. Este procedimiento requiere un equipo muy complicado y un proceso de gran precisión así como el uso de múltiples dispositivos de control y regulación que aseguren el mantenimiento de unos parámetros operativos extremadamente elevados.Furthermore, from US 5741550 with the title "Sheet measuring unit and method for coating the sheet of a web of material", a method and an apparatus for applying a coating mixture on a board or board are known. a band of paper running at high speed for precision pre-dosing and pre-smoothing of the coating applied with an applicator apparatus and then minimally composing the applied coating with an air knife. The procedure is based on the application of a layer of a coating mixture of precise thickness on the band by means of an applicator of narrow slotted holes that operate with a backflow in the reverse direction to the displacement of the band and that offer precise control of the mass flow of the coating mixture (liquid agent) applied on the web to achieve a desired coating weight. The apparatus in this case does not incorporate a roll that a liquid agent from the tank but an applicator module with a slot of narrow holes that extends in a direction perpendicular to the machine to facilitate the high-speed laminar flow of the coating mixture within a region of free space defined by the opposing surfaces of the applicator apparatus and the band. The applicator apparatus has a member for directing the coating mixture expelled in the region of the free space in a direction inverse to the direction of travel of the strip, so that only a predetermined portion of the ejected coating mixture is enabled to form a coating applied on the band. This precise pre-dosing of the coating mixture by the applicator apparatus allows an operator to easily optimize the subsequent coating composition process applied with an air knife. This procedure requires very complicated equipment and a highly precise process as well as the use of multiple control and regulation devices that ensure the maintenance of extremely high operating parameters.

El objetivo de la invención es la creación de un dispositivo que permita la máxima eliminación de los defectos y de la falta de uniformidad del revestimiento creado, relacionados con la teleportación de los defectos y la contaminación de los rollos que guían la banda y de los rollos que cooperan con la hoja, el aseguramiento de la autolimpieza de la hoja, la eliminación de los efectos negativos del derrape acuático y del uso de este fenómeno como procedimiento para establecer un grosor uniforme del revestimiento aplicado.The objective of the invention is the creation of a device that allows the maximum elimination of the defects and the lack of uniformity of the created coating, related to the teleportation of the defects and the contamination of the rolls that guide the band and the rolls that cooperate with the blade, the assurance of the self-cleaning of the blade, the elimination of the negative effects of the water slide and the use of this phenomenon as a procedure to establish a uniform thickness of the applied coating.

Se proporciona un dispositivo para nivelar y establecer el grosor de una capa de agente líquido aplicada al material revestido y lacado de acuerdo con la reivindicación 1. De modo ventajoso, el ángulo de posicionamiento del cuchillo se sitúa en el margen de entre 5° y 80°. De modo ventajoso la anchura del área de trabajo de la hoja de cuchillo oscila entre 0,01 mm y 15 mm.A device is provided for leveling and setting the thickness of a layer of liquid agent applied to the coated and lacquered material according to claim 1. Advantageously, the angle of positioning of the knife lies in the range of between 5 ° and 80 °. °. Advantageously, the width of the working area of the knife blade varies between 0.01 mm and 15 mm.

La materia objeto de la invención se presenta en su forma de realización en los dibujos en los que la Fig. 1 muestra una vista esquemática del dispositivo. La Fig. 2 presenta el posicionamiento del cuchillo contra la banda de material, con las siguientes elementos marcados: una capa de agente líquido y una zona de presión hidrodinámica incrementada, así como un tramo esquemático de raspado de la laca sobrante. El dispositivo en la forma de realización está diseñado para aplicar laca de una máquina de lacado. El material bajo la forma de una banda 1 de papel metalizado preimpregnado es desplazado con un sistema de tracción, que soporta y guía unos rodillos, situados tanto en la parte que forma el módulo de tracción de la banda como el módulo aplicador de la máquina de lacado. Entre el rollo 2 aplicador del módulo aplicador de laca y el rodillo 3 de tracción del módulo de tracción de la banda 1 está situada una hoja en forma de un cuchillo 4. Está situado directamente a continuación del rodillo 3 de tracción, sin embargo en el exterior del espacio de envoltura de este rodillo por la banda. El rollo 2 aplicador está situado por encima del tanque 5 de lacado con la laca 6, situado directamente por debajo de la banda 1 de material. Además, tanto el módulo de tracción como el módulo aplicador están aplicados con unos rodillos de guía y soporte. El cuchillo 4 está montado sobre el mecanismo 7 de ajuste posibilitando el cambio de su posicionamiento contra la banda de material (arriba - abajo; alante - atrás; y el ángulo de inclinación). La banda de material con una anchura 2540 mm se desplaza a una velocidad de 280 m/min, por medio de los siguientes elementos de la máquina de lacado: la máquina de desenrollado, tracción en el puesto, módulo de lacado, rodillos de guía y de tracción, secador, extracción del puesto y la máquina de re-enrollado.The subject matter of the invention is presented in its embodiment in the drawings in which Fig. 1 shows a schematic view of the device. Fig. 2 shows the positioning of the knife against the strip of material, with the following marked elements: a layer of liquid agent and a zone of increased hydrodynamic pressure, as well as a schematic section of scraping of the excess lacquer. The device in the embodiment is designed to apply lacquer of a lacquering machine. The material in the form of a band 1 of pre-impregnated metallized paper is moved with a traction system, which supports and guides rollers, located both in the part that forms the traction module of the band and the applicator module of the machine of lacquered Between the applicator roll 2 of the lacquer applicator module and the traction roller 3 of the web traction module 1, a blade in the form of a knife 4 is located . It is located directly below the traction roller 3 , however on the outside of the wrapping space of this roller by the strip. The applicator roll 2 is located above the lacquer tank 5 with lacquer 6 , located directly below the material strip 1 . In addition, both the traction module and the applicator module are applied with guide and support rollers. The knife 4 is mounted on the adjustment mechanism 7 , allowing the change of its positioning against the material band (top-bottom, front-back, and the angle of inclination). The strip of material with a width of 2540 mm moves at a speed of 280 m / min, by means of the following elements of the lacquering machine: the unrolling machine, traction in the station, lacquering module, guide rollers and of traction, dryer, extraction of the position and the re-rolling machine.

El cuchillo se ajusta utilizando el dispositivo 7 en un ángulo a = 45° en relación con la banda de material.The knife is adjusted using device 7 at an angle a = 45 ° in relation to the web of material.

El dispositivo utiliza el emplazamiento lineal del cuchillo contra el material móvil, apropiadamente tensionado y revestido, el cual, mediante la creación de una zona de presión 8 hidrodinámica incrementada y una sobrepresión hidrodinámica de superficie estable específica de material líquida (derrape acuático) aplica la laca de manera uniforme sobre la entera superficie.The device uses the linear location of the knife against the moving material, properly tensioned and coated, which, by creating an increased hydrodynamic pressure zone 8 and a hydrodynamic overpressure of specific stable surface of liquid material (water slide) applies the lacquer evenly over the entire surface.

El ajuste del ángulo a de posicionamiento del cuchillo en relación con la superficie de la banda, combinado con los parámetros adecuadamente seleccionados: velocidad d desplazamiento de la banda, tensión de la banda y cantidad de laca posibilitan la obtención de una autolimpieza de la hoja del cuchillo. Los dispositivos para controlar la tensión de la banda y la presión de las herramientas son ampliamente conocidos y utilizados como estándar en la industria de la impresión y papelera. Durante el proceso, como resultado del rápido desplazamiento de la banda de material ya revestida con un agente líquido en la zona en la que el cuchillo ⁴ está situado contra la banda de material se forma una zona 8 de presión hidrodinámica incrementada bajo la forma de una "cuña", lo que se traduce en la pérdida de contacto directo de la hoja 4 del cuchillo de raspado con la banda 1 del material revestido. Como resultado de la creación de la presión hidrodinámica, se produce un fenómeno denominado de derrape acuático, lo que provoca la formación de una capa continua del material revestido, con completo control sobre el grosor y la calidad de la capa.The adjustment of the angle positioning of the knife in relation to the strip surface, combined with appropriately selected parameters: speed d travel of the web, web tension and amount of lacquer it possible to obtain self - cleaning leaf knife. The devices to control the tension of the band and the pressure of the tools are widely known and used as standard in the printing and paper industry. During the process, as a result of the rapid movement of the band of material already coated with a liquid agent in the area where the knife ⁴ is placed against the material web, an area 8 of increased hydrodynamic pressure is formed in the form of a "wedge", which results in the loss of direct contact of blade 4 of the scraping knife with strip 1 of the coated material. As a result of the creation of the hydrodynamic pressure, a phenomenon called aquatic skid occurs, which causes the formation of a continuous layer of the coated material, with complete control over the thickness and quality of the layer.

En la forma de realización se utilizaron los siguientes elementos: velocidad de desplazamiento de la banda de material - 280 m/min; tensión de la banda de material a lo largo de su entera anchura - 850 N; viscosidad del agente aplicado 16 segundos (medición con una copa Ford DIN - 4 mm DIN 53211); posicionamiento del cuchillo en un ángulo de a = 45 grados en relación con la banda de material; cuchillo con una anchura en el área de trabajo (D) = 0,25 mm. Como resultado de la utilización de la invención se obtuvo un producto de elevada calidad con elevada uniformidad de la superficie revestida, reduciéndose el número de los llamados puntos débiles del material, asegurándose la autolimpieza de la hoja del cuchillo, esto es, el desprendimiento de partículas de laca endurecida o de contaminaciones de la laca. In the embodiment, the following elements were used: speed of travel of the material web - 280 m / min; tension of the web of material along its entire width - 850 N; viscosity of the applied agent 16 seconds (measurement with a Ford cup DIN - 4 mm DIN 53211); positioning of the knife at an angle of a = 45 degrees in relation to the web of material; Knife with a width in the working area ( D ) = 0.25 mm. As a result of the use of the invention, a high quality product with high uniformity of the coated surface was obtained, reducing the number of so-called weak points of the material, ensuring self-cleaning of the blade of the knife, that is, the detachment of particles of hardened lacquer or lacquer contaminations.

Claims

1. A device for leveling and establishing the thickness of a layer of liquid agent applied on a coated or lacquered material, consisting of a module that applies the liquid agent on a mobile band (1) of the material, a module of traction of the band of material and at least one cleaning sheet of the excess liquid agent located on the coated side of the web of material, wherein the sheet has the shape of a knife ( 3) and in which the sheet (4) of the The knife is connected to a device (7) to adjust the working area pressure of the blade (4) of the knife on the band (1 ) and therefore the tension of the band Q) and the positioning angle ( a) of blade ( 4 ) of the knife, characterized in that the blade (4) of the knife is mounted on the outside of the wrapping space of any roller (3) of the traction module.

2. A device according to claim 1, characterized in that the positioning angle ( a ) of the blade ( 4 ) of the knife oscillates between 5 ° and 80 °.

3. A device according to claim 1, characterized in that the width ( D ) of the working area of the knife blade (4) ranges between 0.01 mm and 15 mm.