FI68536B

FI68536B - LUFTKNIVSBESTRYKARE

Info

Publication number: FI68536B
Application number: FI833765A
Authority: FI
Inventors: Sivert Westergaord
Original assignee: Waertsilae Oy Ab
Priority date: 1983-10-17
Filing date: 1983-10-17
Publication date: 1985-06-28
Also published as: IT1176969B; NO844132L; DE3438041C2; SE8405099D0; IT8423156A0; JPS60102973A; FR2553305A1; FR2553305B1; FI833765A0; CA1230965A; FI833765A; SE8405099L; JPH0378146B2; DE3438041A1; FI68536C

Description

6853668536

ILMAHARJAPÄÄLLYSTIN - LUFTKNIVSBESTRYKAREAIR BRUSH COVER - LUFTKNIVSBESTRYKARE

Keksintö kohdistuu patenttivaatimuksen 1 johdanto-osan mukaiseen ilmaharjapäällystimeen.The invention relates to an airbrush coater according to the preamble of claim 1.

Tunnetuissa ilmaharjapäällystimissä päällystysaine levitetään liikkuvalle rainalle kohdassa, joka on varsin kaukana ilmaharjalaitteesta. Tämän takia rainan e levitetty päällys-tysaine ehtii muuttua ennenkuin se tulee ilmaharjan käsittelyn alaiseksi. Muutos tapahtuu pääasiallisesti siten, että osa päällystysaineen nestekomponentista imeytyy rainaan ja osa siitä haihtuu ja tästä johtuen päällysteaineen viskositeetti ja kuiva-ainepitoisuus kasvavat, jolloin ilmaharja ei enää pysty yhtä tehokkaasti vaikuttamaan päällystyskerrok-seen. Tämä on johtanut siihen, että ilmaharjapäällystimiä on voitu käyttää vain suhteellisen alhaisilla rainanopeuksilla, noin 300...400 m/min, päällystysaineen kuiva-ainepitoisuus ollessa suhteellisen pieni eli yleensä alle 40 %. Lisäksi ilmaharjan käyttö on yleensä aiheuttanut vaahtoamisongelmia.In known airbrush coaters, the coating agent is applied to the moving web at a point quite far from the airbrush device. As a result, the coating material applied to the web e has time to change before it is subjected to the treatment of the airbrush. The change takes place mainly in such a way that part of the liquid component of the coating material is absorbed into the web and part of it evaporates and consequently the viscosity and dry matter content of the coating material increase, so that the airbrush can no longer act as effectively on the coating layer. As a result, airbrush coaters have only been able to be used at relatively low web speeds, about 300-400 m / min, with a relatively low dry matter content of the coating material, i.e. generally less than 40%. In addition, the use of an airbrush has generally caused foaming problems.

Keksinnön tarkoituksena on luoda ilmaharjapäällystin, joka toimii tehokkaasti myös rainan nopeuden ja päällystysaineen kuiva-ainepitoisuuden ollessa korkea. Keksinnön tunnusmerkit käyvät ilmi patenttivaatimuksesta 1. Tällä tavalla rakennetulla päällystimellä saavutetaan keksinnön tarkoitus.The object of the invention is to provide an airbrush coater which works effectively even when the web speed and the dry matter content of the coating material are high. The features of the invention appear from claim 1. A coating constructed in this way achieves the object of the invention.

Eräässä suositussa keksinnön sovellutusmuodossa levitys-kohdan ulottuvuus rainan pituussuunnassa on suurin piirtein yhtä suuri kuin levityskohdan loppupään etäisyys ilmaharjasta. Tällöin saadaan yleensä paras päällystystulos. On myös edullista, että applikaattori kapenee juohevasti suunnassa rainaan päin. Tällöin virtaus kiihtyy applikaattorissa eikä siinä esiinny kohtia, missä virtausnopeus on niin alhainen, että siihen keräytyisi epäpuhtauksia.In a preferred embodiment of the invention, the dimension of the application point in the longitudinal direction of the web is approximately equal to the distance of the end of the application point from the air brush. This usually gives the best coating result. It is also preferred that the applicator tapers smoothly in the direction towards the web. In this case, the flow is accelerated in the applicator and there are no points where the flow rate is so low that impurities would accumulate in it.

Applikaattori syöttää normaalisti rainalle noin 20...50 % ylimääräistä päällystysainetta, joka poistetaan ilmaharjal- 2 68536 p la. Jos esimerkiksi haluttu pääl1ystysainemäärä on 10 g/m , levitetään rainalle ennen ilmaharjaa 12...15 g/ra , josta ylimäärä puhalletaan pois ilmaharjalla. On kuitenkin todettu, että vaikka päällystysaineen levittäminen rainalle säädetään siten, että varsinaista pääl1ystysaineylimäärää ei synny, niin ilmaharjan toiminta siitä huolimatta, että se ei puhalla pois ylimääräistä päällystysainetta, kuitenkin vaikuttaa edullisesti lopullisen päällysteen laatuun. Näin ollen on tärkeää, että applikaattorin toimintaa voidaan säätää siten, että päällystysaineylimäärä lähenee nol1a-arvoa.The applicator normally feeds about 20-50% of the additional coating material to the web, which is removed with an air brush. For example, if the desired amount of coating agent is 10 g / m 2, 12 to 15 g / m is applied to the web before the air brush, from which the excess is blown off with the air brush. However, it has been found that although the application of the coating agent to the web is controlled so that no actual excess coating is generated, the operation of the airbrush, despite not blowing off excess coating agent, advantageously affects the quality of the final coating. Thus, it is important that the operation of the applicator can be adjusted so that the excess coating material approaches zero1a.

Liikkuva raina liikkuu päällystysaineapplikaattorin ohi, jolloin päällystysainetta levitetään rainalle. Tällöin applikaattorin se puoli, josta raina tulee, on applikaattorin etureuna ja se puoli, josta raina lähtee, on applikaattorin takareuna. Eräässä suositussa keksinnön sovel1utusmuo-dossa on päällystysaineapplikaattorin takareunassa säädettävissä oleva applikaattorin ja rainan välinen rako, jota säätämällä määrätään rainalle tuleva päällystysainemäärä. Keksinnön mukaisessa pääl1ystimessä voidaan kuitenkin käyttää myös toisenlaisia appiikaattoreitä, esimerkiksi sellaisia, joissa applikaattorin takareunassa on rainaa kuormittava taipuisa päällystysterä tai päällystyssauva. Voidaan myös käyttää erilaisia tunnettuja pursotinapplikaattoreita. On osoittautunut edulliseksi, että applikaattorin etureunassa on pääl3ystysaineen y.1 ivuotorako. Tällä saavutetaan se etu, että applikaattoriin kerääntyneet epäpuhtaudet pääsevät poistumaan siitä ylivuotoraon kautta. Tämän tyyppisen yli-vuotoapplikaattorin käyttö rainan päällystämisessä on sinänsä tunnettu.The moving web moves past the coating material applicator, whereby the coating material is applied to the web. In this case, the side of the applicator from which the web comes is the front edge of the applicator and the side from which the web leaves is the rear edge of the applicator. In a preferred embodiment of the invention, there is an adjustable gap between the applicator and the web at the rear edge of the coating material applicator, the adjustment of which determines the amount of coating material to be applied to the web. However, other types of applicators can also be used in the coater according to the invention, for example those in which the flexible edge of the applicator has a flexible coating blade or a coating rod which loads the web. Various known extruder applicators can also be used. It has proven advantageous to have a leakage gap of the coating agent y.1 at the front edge of the applicator. This has the advantage that the impurities accumulated in the applicator can escape from it through the overflow gap. The use of this type of overflow applicator in coating the web is known per se.

Keksinnön mukainen päällystin toimii parhaiten, jos raina sekä päällystysaineen levityskohdassa että ilmaharjan kohdalla on toiselta puoleltaan tuettu vastatelalla. On kuitenkin myös ajateltavissa, että ei käytetä vastatelaa vaan käytetään keksinnön mukaista rakennetta rainan molemminpuoli- 11 3 68536 seen päällystämiseen siten, että rainan molemmille puolille asennetaan symmetrisesti päällystysaineen applikaattorit ja liinaharjat. Jos käytetään vastatelaa, on sen edullisin läpimitta yleensä vähintään 400 mm ja korkeintaan 1300 mm. Edullisin rainanopeus on suurempi kuin 400 m/min. Keksintö toimii kuitenkin edullisesti myös huomattavasti pienemmillä rainanopeuksilla.The coater according to the invention works best if the web is supported on the other side by a counter roll both at the point of application of the coating agent and at the air brush. However, it is also conceivable not to use a counter-roll but to use the structure according to the invention for coating the web on both sides, so that coating material applicators and cloth brushes are mounted symmetrically on both sides of the web. If a counter roll is used, its most preferred diameter is generally at least 400 mm and at most 1300 mm. The most preferred web speed is greater than 400 m / min. However, the invention also advantageously operates at significantly lower web speeds.

Keksintö selostetaan seuraavassa tarkemmin viitaten oheiseen piirustukseen, jonka ainoa kuvio kaaviomaisesti esittää keksinnön mukaista päällystintä sivulta katsottuna.The invention will now be described in more detail with reference to the accompanying drawing, the only figure of which schematically shows a side view of a coater according to the invention.

Piirustuksessa tarkoittaa 1 liikkuvaa paperi- tai kartonki-rainaa. Rainaa 1 tukee pyörivä vastatela 2, jonka läpimitta voi olla esimerkiksi 0,5 metriä. Päällystysainetta levitetään rainalle applikaattorin 3 avulla, johon päällystys-ainetta pumpataan johdon 4 kautta, joka samalla toimii kier-tyvästi laakeroidun applikaattorin kiertoakselina. Applikaattorin 3 kiertoliike aikaansaadaan yhdellä tai useammalla työsylinterillä 5. Applikaattorin tarkka työasento määrätään säädettävän tuen 6 avulla. Työsylinteri 5 painaa applikaattoria 3 tukea 6 vastaan. Applikaattori kapenee juohevasti suunnassa rainaan päin tasaisesti kiihtyvän virtauksen aikaansaamiseksi.In the drawing, 1 means a moving web of paper or paperboard. The web 1 is supported by a rotating counter roll 2, which may have a diameter of, for example, 0.5 meters. The coating material is applied to the web by means of an applicator 3, into which the coating material is pumped via a line 4, which at the same time acts as a rotating axis of the rotatably mounted applicator. The rotational movement of the applicator 3 is effected by one or more working cylinders 5. The exact working position of the applicator is determined by means of an adjustable support 6. The working cylinder 5 presses the applicator 3 against the support 6. The applicator tapers smoothly in the direction of the web to provide a uniformly accelerating flow.

Applikaattorin takareunassa on terä 7, joka ei ole aivan kosketuksessa rainaan 1 vaan jättää pienen raon 8 itsensä ja rainan 1 väliin. Applikaattorissa oleva päällystysaine 9 on applikaattorin suussa kosketuksessa rainaan, tarttuu siihen ja siirtyy rainan mukana ilmaharjan 10 suuttimen kohdalle, jossa ylimääräinen päällystysaine puhalletaan pois rainasta. Applikaattorin 3 takareunan ja ilmaharjan suuttimen välinen etäisyys a on niin pieni, että juokseva raina normaalitapauksessa liikkuu tämän matkan ajassa, joka on pienempi kuin 5 millisekuntia, mieluimmin pienempi kuin 3 millisekuntia. Samalla applikaattorin etu- ja takareunan välinen etäisyys on niin pieni, että koko päällystysprosessi alalla u 68536 applikaattorin etureunasta 12 liinaharjaan 10 tapahtuu ajassa, joka on 15 millisekuntia pienempi, mieluimmin 9 millisekuntia pienempi. Suurilla rainanopeuksilla voi ensin mainitun tapahtuman aika olla jopa vain 0,3 milli sekuntia ja toisen tapahtuman aika vastaavasti 0,6...0,9 millisekuntia. Päällystysaineen viskositeetti laskee applikaattorin terän 7 tai vastaavan päällystysaineker-rokseen aiheuttaman voimakkaan leikkausrasituksen vaikutuksesta. Tämä tila ei ehdi muuttua oleellisesti ennen kuin päällystysainekerros joutuu ilmaharjan vaikutuksen alaiseksi, mikä parantaa ilmaharjan tehokkuutta.At the rear edge of the applicator there is a blade 7 which is not in direct contact with the web 1 but leaves a small gap 8 between itself and the web 1. The coating agent 9 in the applicator is in contact with the web in the applicator mouth, adheres to it and moves with the web to the nozzle of the air brush 10, where the excess coating agent is blown out of the web. The distance α between the rear edge of the applicator 3 and the air brush nozzle is so small that the running web normally moves this distance in a time of less than 5 milliseconds, preferably less than 3 milliseconds. At the same time, the distance between the front and back edges of the applicator is so small that the entire coating process in the area u 68536 from the front edge 12 of the applicator to the cloth brush 10 takes place in a time of less than 15 milliseconds, preferably less than 9 milliseconds. At high web speeds, the time of the first event can be as low as 0.3 milliseconds and the time of the second event is 0.6 to 0.9 milliseconds, respectively. The viscosity of the coating material decreases due to the strong shear stress applied to the coating layer by the applicator blade 7 or the like. This state does not have time to change substantially until the coating layer is exposed to the airbrush, which improves the efficiency of the airbrush.

Applikaattorin 3 etureunassa on säädettävä reunakappale 11, joka on huomattavalla etäisyydellä rainasta 1 siten, että sen ja rainan väliin muodostuu laajahko rako 12. Tämän raon kautta virtaa jatkuvasti päällystysainetta applikaattorista, toisin sanoen applikaattorissa on ns. ylivuoto. Ylivuotoa säädetään suhteellisen pieneksi pitämällä applikaattorissa olevaa painetta alhaisena. Ylivuodon takia applikaattorin 3 ulkopuolelle valuva päällystysainemäärä kerätään keruu-astiaan 13, josta se imetään pois imuputken 14 kautta. Keruuastian 13 seinämät ovat kaksinkertaiset ja niiden välitilaan johdetaan jäähdytysvettä. Vesi jäähdytys aiheuttaa, että vettä tiivistyy astian 13 kylmään sisäpintaan, jolloin päällystysaine ei niin helposti tartu tähän pintaan. Keruu-astian 13 sisällä ylläpidetään lievää alipainetta imuputken 14 avulla, mikä vähentää päällystysainepisaroiden leviämistä ympäristöön. Terän 7 ulkopuolella on vesijäähdytteinen suoja 15, joka vähentää terän 7 likaantumista päällystysaineella samalla tavalla kuin astian 13 seinämien vesi jäähdytys pitää niitä puhtaana.At the front edge of the applicator 3 there is an adjustable edge piece 11, which is at a considerable distance from the web 1, so that a wider gap 12 is formed between it and the web. overflow. The overflow is adjusted relatively small by keeping the pressure in the applicator low. Due to the overflow, the amount of coating material flowing outside the applicator 3 is collected in a collecting vessel 13, from which it is sucked out via a suction pipe 14. The walls of the collecting vessel 13 are double and cooling water is introduced into their space. Water cooling causes water to condense on the cold inner surface of the container 13, so that the coating material does not adhere to this surface so easily. A slight vacuum is maintained inside the collection vessel 13 by means of a suction pipe 14, which reduces the spread of coating droplets into the environment. Outside the blade 7 there is a water-cooled cover 15 which reduces the contamination of the blade 7 with the coating agent in the same way as water cooling of the walls of the container 13 keeps them clean.

Applikaattorin rainalle 1 levittämä päällystysainemäärä on normaalitapauksessa suurempi kuin haluttu lopullinen päällystysainemäärä. Ylimäärä on yleensä noin 20...50 %, mutta voidaan myös suorittaa päällystysaineen levittämistä siten, että ei muodostu varsinaista päällystysaineen ylimäärää. Tä-The amount of coating applied to the web 1 by the applicator is normally greater than the desired final amount of coating. The excess is generally about 20 to 50%, but it is also possible to apply the coating material so that no actual excess coating material is formed. TA

IIII

5 6 8 5 3 6 mä tapahtuu painamalla päällystysterää rainaa 1 vasten sopi valla voimalla.5 6 8 5 3 6 This is done by pressing the coating blade against the web 1 with a suitable force.

Keksintö ei rajoitu esitettyyn sovel1utusmuotoon, vaan useita keksinnön muunnelmia on ajateltavissa oheisten patenttivaatimusten puitteissa.The invention is not limited to the embodiment shown, but several variations of the invention are conceivable within the scope of the appended claims.

Claims

68536 6

An airbrush coater, in which the coating material applied to the moving paper or board web (1) by the applicator (3) is treated with a so-called with an air brush and in which the coating agent (9) is applied to the web (1) at an application point which is short in the longitudinal direction of the web and close to the air brush (10), characterized in that the web (1) moves from the end of the application point to the air brush at a time of up to 5 milliseconds, preferably at most 3 milliseconds, and at the same time moves from the beginning of the application point to the air ridge at a time of at most 15 milliseconds, preferably at most 9 milliseconds.

Coater according to Claim 1, characterized in that the dimension (12-8) of the application point in the longitudinal direction of the web (1) is approximately equal to the distance (a) of the end of the application point from the air brush (10).

Coater according to Claim 1 or 2, characterized in that an applicator (3) is used to apply the coating agent to the web (1), the flow channel of which narrows in the direction towards the web (1).

Coater according to one of the preceding claims, characterized in that an applicator (3) is used to apply the coating to the web (1), which normally supplies the web (1) with about 20 to 50% of additional coating material which is removed by said air brush ( 10). 1

Coater according to one of the preceding claims, characterized in that the edge of the opening facing the web of the applicator (3) has a coater according to one of the preceding claims, characterized in that the excess coating agent provided by the applicator (3) can always be adjusted almost up to zero. 7 68536 an adjustable gap (8) between the applicator (3) and the web, the adjustment of which determines the amount of coating material to be applied to the web (1).

Coater according to one of the preceding claims, characterized in that the applicator (3) has an overflow gap (12) for the coating material on the inlet side of the web (1).

Coater according to one of the preceding claims, characterized in that it has applicators and air brushes mounted symmetrically on both sides of the web (1).

Coater according to one of Claims 1 to 7, characterized in that the web (1) is supported on the counter roll (2) both at the coating material application point and at the air ridge (10).

Coater according to one of the preceding claims, characterized in that the travel speed of the web (1) is greater than 400 m / min. s 68536